Metal

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Sheet metal.jpg

Metais são elementos químicos que perdem elétrons para formar íons positivos. Eles também formam ligações metálicas quando se combinam com outros átomos de metal e metais e formam ligações iônicas quando combinados com átomos não metálicos. A tabela periódica compreende quatro tipos de metais: metais alcalinos, metais alcalino-terrosos, metais de transição, e metais de pós-transição. Os metais geralmente podem ser facilmente oxidados. Os metais são bons condutores de eletricidade e calor. Eles são maleáveis​​, dúcteis e, normalmente, no estado sólido à temperatura ambiente. Na tabela periódica eles podem estar localizados à esquerda de, mas não tocando, a, a linha de degrau de escada pesado.

Tabela periódica

Metais alcalinos

Metais alcalinos: Metais alcalinos são encontrados no grupo 1 na tabela periódica. Eles são muito reativos e têm um elétron em sua camada externa. Eles são maleáveis, dúcteis, e são bons condutores de calor e eletricidade. Eles são mais suaves do que os outros metais e eles vão explodir se expostos a água. [1]Eles são de cor prateada e formam ligações iônicas com não-metais.

Metais alcalino-terrosos

Metais alcalino-terrosos: Metais alcalino-terrosos são encontrados no grupo 2 da tabela periódica. Por possuírem um número de oxidação de dois são muito reativos. São duros, densos e possuem pontos de fusão elevados. [2] Em sua forma pura, eles têm uma aparência prateada ou branca, mas eles mudam as cores quando oxidam.

Metais de transição

Metais de transição: Os 38 elementos que compõem os metais de transição são como uma ponte entre os dois lados da tabela periódica. Eles são dúcteis, maleáveis, e conduzem eletricidade e calor. Seus elétrons de valência são encontrados em mais de uma camada, e é por isso que eles têm mais de um número de oxidação. Três dos elementos dos metais de transição ferro, cobalto e níquel têm sido conhecidos por produzir um campo magnético. [3]
Metais de pós-transição: Os metais de pós-transição são elementos metálicos que estão localizados à direita dos metais de transição. Os pontos de fusão e ebulição são geralmente mais baixos do que os metais de transição, e eles são mais macios. Metais de pós-transição geralmente têm uma maior eletronegatividade. [4]

Tipos de metais

Metal de base: O termo metais de base geralmente se refere a um metal que oxida ou corrói facilmente. Refere-se também a metais que reagem com o ácido clorídrico (HCl) que forma o hidrogênio. Alguns metais de base comuns são o ferro, o níquel, o chumbo e o zinco. Mineração de metais base refere-se aos metais não ferrosos, incluindo metais não preciosos. Por exemplo, cobre, alumínio, chumbo, níquel, estanho e zinco. [5]

O ouro é um tipo de metal precioso


Metais ferrosos: Metais ferrosos contêm ferro. Eles são todos magnéticos e corroem facilmente. [6] O mais comum é o aço, que inclui o aço inoxidável.[7] Metais ferrosos referem-se a íons que têm ferro (II) ou Fe+2. Se o número de oxidação do ferro é de 2+, então ele é um metal ferroso.
Metal precioso: Um metal precioso geralmente é menos reativo do que a maioria dos metais. Eles são macios, dúcteis, e tem alto ponto de fusão. Os metais preciosos são utilizados na arte, jóias e moedas. Eles são mais caros do que outros tipos de metais porque eles são considerados mais valiosos. Exemplos de metais preciosos são ouro, prata e platina. [8]
Ligas: Uma liga É uma combinação de dois ou mais elementos e o principal elemento é um metal. Os metais mais puros são demasiado macios e quebradiços ou quimicamente reativos de modo que não podem ser facilmente utilizados. Através da combinação de diferentes metais formando ligas se pde modificar as propriedades e produzir materiais utilizáveis. Ligas ajudam a tornar os elementos menos quebradiços, mais duros e resistentes à corrosão. Algumas ligas são aço, que é a combinação de ferro e carbono, latão, que é a combinação de cobre e zinco e bronze, que é a combinação de cobre e estanho. Ligas são utilizadas em modelos especiais, tais como motores a jacto e podem conter mais de dez elementos. [9]

Propriedades

Químicas: Os metais podem geralmente ser facilmente oxidados. Eles podem reagir com um ácido num reação de deslocamento único, e o resultado seria o gás de hidrogénio. Sódio e cálcio podem reagir com água para fazer uma base. [10]
Ca(s) + 2H2O(l) --> Ca(OH)2(aq) + H2(g)
Eles geralmente têm 1-3 elétrons em seu nível mais externo de energia. Eles perdem elétrons facilmente e são bons agentes redutores. Eles também têm uma menor eletronegatividade em comparação com não-metais. [11]

Ao longo do tempo os metais começam a oxidar

Físicas: Os metais são bons condutores elétricos e de calor. Eles são maleáveis​​, dúcteis e, normalmente sólidos à temperatura ambiente. [12]Os metais têm uma estrutura de cristal em que cada átomo está rodeado por oito a doze outros átomos. [13] A maioria dos metais têm densidades elevadas em comparação com os não-metais. Mas alguns têm uma baixa densidade como lítio, que é o sólido menos denso. Ósmio é o elemento mais denso. Os metais dos grupos 1 e 2 são muitas vezes referidos como os metais leves, porque eles não são muito densos. Uma elevada densidade de metal é causada pelos cristais firmemente embalados da estrutura metálica.

Átomos em um metal são capazes de deslizar um ao outro quando estão sob stress. Isso faz com que o cristais possam deformar sem ruptura. Os metais são bons condutores porque em ligações metálicas os elétrons exteriores dos átomos de metais contêm praticamente elétrons livres. [14]

Metal ou não metal

Os cientistas utilizam o teste de electrólise para determinar se um elemento é um metal ou um não metal. Ela envolve a colocação do elemento em um ácido e o estabelecimento de uma corrente eléctrica através da solução. Se o elemento é um metal, então os átomos do elemento irão mover em direcção ao polo negativo. Se é um não-metal os átomos se moverão em direção a carga positiva significando que o elemento é negativo. [15] Uma das principais diferenças entre metais e não metais é que os átomos dos não-metais vão tentar preencher suas camadas de valência através da partilha ou transferência de elétrons. As características dos metais diminuem com o aumento do elétrons de valência. Enquanto os elementos nãometálicos são o inverso, com o aumento de elétrons de valência suas características aumentam.[16] Alguns elementos mostram características tanto de metais quanto de não-metais. Porque eles mostram um comportamento híbrido eles são muitas vezes referidos como metalóides ou semicondutores. Estes elementos incluem o boro, silício, germânio, arsênio, antimônio, telúrio e astato. [17]

Extração e Usos

Este é um minério de metal com ferro nele

Extração: Os metais são usualmente extraídos a partir da terra por mineração dos minérios que contêm o metal. Os minérios são rochas naturais que contêm compostos de metais em uma grande quantidade. O método para a extracção de um metal do seu minério depende de quão estável é o minério. Muito metais reactivos são extraídos do minério utilizando eletricidade. Metais muito reativos, como alumínio, formam óxidos estáveis. Uma grande quantidade de energia é necessária para reduzir esses metais para extraí-los a partir do minério. Para metais altamente reativos a eletrólise é usada. Metais menos reativos são extraídos do minério por redução com carbono. Metais menos não reativos, como ferro, formar óxidos menos estáveis. Não é tão necessária muita energia para extrair o metal. Os metais são extraídos através de uma reacção com carbono ou monóxido de carbono. O ouro é não reativo e é encontrado como um metal puro e não como um composto, isto significa que ele não têm de ser isolado quimicamente. Mas reações químicas são algumas vezes necessárias para a remoção de outros elementos que contaminam o metal.[18]
Usos:

Esta é a Torre Eiffel, que é feita de ferro

Metais são usados ​​em edifícios, construção de pontes, veículos, muitos aparelhos, ferramentas, tubos e trilhos de trem por causa de sua força. Os dois metais mais comuns são o ferro e alumínio. Eles também são os metais mais abundantes na crosta terrestre. [19] Pelo fato dos metais serem bons condutores eles são importantes para o transporte de uma corrente elétrica através de uma grande distância, com pouca perda de energia. Redes de energia dependem de cabos metálicos para ajudar a distribuir eletricidade em grandes espaços. O cobre é usado em fios, devido à sua boa condutividade. Alguns metais são radioativos. Por exemplo, o urânio e o plutônio são usados ​​em usinas de energia nuclear para produzir energia através de fissão nuclear. [20]

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Ligações externas