Metal

Metal (starogrčki: μέταλλον , (métallon^[1]^[2]) rudnik, kamenolom, metal) koji, kada se polira ili lomi, pokazuje sjajan izgled i relativno dobro provodi električnu struju i toplotu, a sa nemetalima gradi katione i ionske veze.

Sva ova svojstva povezana su s dostupnosti elektrona na Fermijevom nivou, za razliku od nemetalnih materijala koji ih nemaju.^[3]^{:Poglavlje 8 i 19}^[4]^{:Poglavlje 7 i 8} Metali su obično duktilni (mogu se izvlačiti u žicu) i mogu biti kovani (mogu se oblikovati čekićem ili presom).^[5]

Metal može biti hemijski element poput željeza; legura poput nehrđajućeg čelika; ili molekularni spoj poput polimernog sumpornog nitrida.^[6] Opća nauka o metalima naziva se metalurgija, podtema nauke o materijalima; aspekti elektronskih i termičkih svojstava također su u okviru fizike kondenzovane materije i hemije čvrstog stanja, to je multidisciplinarna tema. U kolokvijalnoj upotrebi materijali poput čeličnih legura nazivaju se metalima, dok su drugi poput polimera, drveta ili keramike nemetalni materijali.

Metal provodi električnu energiju na temperaturi apsolutne nule,^[7] što je posljedica delokaliziranih stanja na Fermijevoj energiji.^[3]^[4] Mnogi elementi i spojevi postaju metalni pod visokim pritiscima, na primjer, jod postepeno postaje metal pod pritiskom između 40 i 170 hiljada puta većim od atmosferskog pritiska.

Kada se raspravlja o periodnom sistemu elemenata i nekim hemijskim svojstvima, termin metal se često koristi za označavanje onih elemenata koji su u čistom obliku i pod standardnim uslovima metali u smislu električne provodljivosti spomenute gore. Srodni termin metalni može se koristiti i za vrste atoma dopanta ili legirajućih elemenata.

Čvrstoća i otpornost nekih metala dovela je do njihove česte upotrebe, na primjer, u izgradnji visokih zgrada i mostova, kao i u većini vozila, mnogim kućanskim aparatima, alatima, cijevima i željezničkim tračnicama. Plemeniti metali su se historijski koristili kao kovanice, ali u moderno doba, metali za kovanje su se proširili na najmanje 23 hemijska elementa.^[8] Postoji i široka upotreba višeelementnih metala poput titanijum-nitrida^[9] ili degeneriranih poluprovodnika u industriji poluprovodnika.

Smatra se da historija rafiniranih metala počinje upotrebom bakra prije otprilike 11.000 godina. Zlato, srebro, željezo (kao meteorsko željezo), olovo i mesing su također bili u upotrebi prije prve poznate pojave bronze u petom milenijumu p. n. e. Naknadni razvoj uključuje proizvodnju ranih oblika čelika; otkriće natrija - prvog lakog metala - 1809; porast modernih legiranih čelika; i, od kraja Drugog svjetskog rata, razvoj sofisticiranijih legura.

Definicija

Metali se ponekad opisuju kao skup pozitivnih iona okruženih morem delociranih elektrona. Oni su jedna od tri grupe elemenata ako se posmatraju po osobinama ionizacije i atomskih veza, pored metaloida i nemetala.

Metali zauzimaju najveći dio periodnog sistema elemenata, dok se nemetalni elementi mogu naći samo na desnoj strani periodnog sistema elemenata. Dijagonalna linija, povučena od bora (B) do polonija (Po), uslovno razdvaja nemetale od metala. Najveći dio elemenata oko ove linije su metaloidi, ponekad poznatiji i pod nazivom poluprovodnici. Ovo je iz razloga što ti elementi pokazuju električne osobine koje su svojstvene i provodnicima i izolatorima. Elementi ispod i lijevo od ove linije su metali, dok su elementi iznad i desno od linije nemetali.

Podjela metala

Metali predstavljaju najveću grupu elemenata u periodnom sistemu elemenata, ukupno 84 od 107 svih do sada poznatih elemenata po sličnim osobinama: metalni sjaj, provodljivost elektične struje i toplote, kovnost, čvrstoća, lahka pokretljivost elektrona, bazični oksidi itd.

Metali se također dijele na:

plemenite (oni metali koji ne koroziraju ) (zlato, platina itd.)
poluplemenite (oni se na zraku presvuku slojem oksida da ne koroziraju ) (aluminijum, srebro, bakar itd.)
neplemenite (oni metali koji koroziraju ) (željezo)

Prvi proizvedeni tehnički metali bili su bronza, željezni ljevovi i nelegirani čelik. Tako je u starom vijeku bilo poznato sedam metala i to: zlato, srebro, bakar, željezo, kalaj, živa i olovo. U toku srednjeg vijeka i dijela novoga do sredine 18. vijeka otkriveno je još sedam elemenata među kojima su bili : antimon, kobalt i platina. Svi ostali elementi - čak 91, otkriveni su od druge polovine 18. vijeka do naših dana.

Opće karakteristike metala

Metali se odlikuju metalnim sjajem i povećanom električnom i toplotnom provodljivošću, što je uslovljeno osobenošću unutrašnje građe atoma i njihove međusobne veze i dobrom kovnošću.

Uobičajena podjela metala vrši se prema boji na crne i obojene, prema gustoći na lahke i teške, prema temperaturi topljenja na lahko, teško ii vrlo teško topljive metale. Najprikladnija podjela je prema njihovom položaju u periodnom sistemu elemenata.

Metali se jedan od drugog razlikuju prema strukturnoj građi njihovih atoma i osobinama, a kao što je već napomenuto prema nekim pokazateljima mogu se razvrstati u grupe. Jedna od osnovnih podjela je na crne i obojene metale. Uobičajena podjela na crne i obojene metale predviđa da u crne metale spada samo željezo i legure željeza, a u obojene metale da spadaju svi ostali metali. Međutim, pod crnim metalom se ne podrazumijeva samo željezo već grupa metala.

Također pogledajte

Reference

↑ Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon
↑ metal^{[mrtav link]}, na stranici Oxford Dictionaries
1 2 Kittel, Charles (2018). Introduction to solid state physics. Paul McEuen (Global edition, [9th edition] izd.). Hoboken, NJ: Wiley. ISBN 978-1-119-45416-8.
1 2 Ashcroft, Neil W.; Mermin, N. David (1976). Solid state physics. New York: Holt, Rinehart and Winston. ISBN 978-0-03-083993-1.
↑ Callister, William D. (1997). Materials science and engineering: an introduction (4th izd.). New York: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-13459-6.
↑ Chiang, CK (1977). "Transport and optical properties of polythiazyl bromides: (SNBr_0.4)x". Solid State Communications. 23 (9): 607–612. Bibcode:1977SSCom..23..607C. doi:10.1016/0038-1098(77)90530-0.; Greenwood, NN; Earnshaw, A (1998). Chemistry of the Elements. Oxford: Butterworth-Heinemann. str. 727. ISBN 978-0-7506-3365-9.; Mutlu, H; Theato, P (2021). "Polymers with sulfur-nitrogen bonds". u Zhang, X; Theato, P (ured.). Sulfur-Containing Polymers: From Synthesis to Functional Materials. Weinheim: Wiley-VCH. str. 191–234 (191). ISBN 978-3-527-34670-7.
↑ Yonezawa, F. (2017). Physics of Metal-Nonmetal Transitions. Amsterdam: IOS Press. str. 257. ISBN 978-1-61499-786-3. Sir Nevill Mott (1905–1996) wrote a letter to a fellow physicist, Prof. Peter P. Edwards, in which he notes... I've thought a lot about 'What is a metal?' and I think one can only answer the question at T = 0 (the absolute zero of temperature). There a metal conducts and a nonmetal doesn't.
↑ Roe, J.; Roe, M. (1992). "World's coinage uses 24 chemical elements". World Coinage News. 19 (4, 5): 24–25, 18–19.
↑ Stampfl, C.; Mannstadt, W.; Asahi, R.; Freeman, A. J. (2001). "Electronic structure and physical properties of early transition metal mononitrides: Density-functional theory LDA, GGA, and screened-exchange LDA FLAPW calculations". Physical Review B. 63 (15). Bibcode:2001PhRvB..63o5106S. doi:10.1103/PhysRevB.63.155106. Nepoznati parametar |article-number= zanemaren (pomoć)
Mortimer, Charles E. (1975). Chemistry: A Conceptual Approach (3rd izd.). New York:: D. Van Nostrad Company.CS1 održavanje: dodatna interpunkcija (link)

Vanjski linkovi

Metal na Wikimedia Commonsu

[Liddell-1] Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon

[Oxford-2] tal^{[mrtav link]}, na stranici Oxford Dictionaries

[Kittel-2018-3] 1 2 Kittel, Charles (2018). Introduction to solid state physics. Paul McEuen (Global edition, [9th edition] izd.). Hoboken, NJ: Wiley. ISBN 978-1-119-45416-8.

[Ashcroft-1976-4] 1 2 Ashcroft, Neil W.; Mermin, N. David (1976). Solid state physics. New York: Holt, Rinehart and Winston. ISBN 978-0-03-083993-1.

[Callister-1997-5] Callister, William D. (1997). Materials science and engineering: an introduction (4th izd.). New York: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-13459-6.

[6] Chiang, CK (1977). "Transport and optical properties of polythiazyl bromides: (SNBr_0.4)x". Solid State Communications. 23 (9): 607–612. Bibcode:1977SSCom..23..607C. doi:10.1016/0038-1098(77)90530-0.; Greenwood, NN; Earnshaw, A (1998). Chemistry of the Elements. Oxford: Butterworth-Heinemann. str. 727. ISBN 978-0-7506-3365-9.; Mutlu, H; Theato, P (2021). "Polymers with sulfur-nitrogen bonds". u Zhang, X; Theato, P (ured.). Sulfur-Containing Polymers: From Synthesis to Functional Materials. Weinheim: Wiley-VCH. str. 191–234 (191). ISBN 978-3-527-34670-7.

[7] Yonezawa, F. (2017). Physics of Metal-Nonmetal Transitions. Amsterdam: IOS Press. str. 257. ISBN 978-1-61499-786-3. Sir Nevill Mott (1905–1996) wrote a letter to a fellow physicist, Prof. Peter P. Edwards, in which he notes... I've thought a lot about 'What is a metal?' and I think one can only answer the question at T = 0 (the absolute zero of temperature). There a metal conducts and a nonmetal doesn't.

[8] Roe, J.; Roe, M. (1992). "World's coinage uses 24 chemical elements". World Coinage News. 19 (4, 5): 24–25, 18–19.

[Stampfl-2001-9] Stampfl, C.; Mannstadt, W.; Asahi, R.; Freeman, A. J. (2001). "Electronic structure and physical properties of early transition metal mononitrides: Density-functional theory LDA, GGA, and screened-exchange LDA FLAPW calculations". Physical Review B. 63 (15). Bibcode:2001PhRvB..63o5106S. doi:10.1103/PhysRevB.63.155106. Nepoznati parametar |article-number= zanemaren (pomoć)

[morty-10] Mortimer, Charles E. (1975). Chemistry: A Conceptual Approach (3rd izd.). New York:: D. Van Nostrad Company.CS1 održavanje: dodatna interpunkcija (link)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]