Классификация металлов: металлы, их сплавы, характеристики и другое

Металлы – соединения, в которых атомы закономерно расположены в узлах кристаллической решетки. Они имеют ряд особенных свойств:

• металлический блеск;
• твердость (исключение – ртуть);
• проводимость электрического тока и тепла;
• пластичность.

В химических реакциях металлы играют роль восстановителей, т. е. стремятся отдать свои электроны другим атомам. Металлы не встречаются в чистом виде. Человек, как правило, применяет сплавы – смесь из двух и более металлических компонентов.

Как классифицируются металлы

На данный момент известно около 96 металлов. Все они обладают одинаковой металлической кристаллической решеткой, но отличными характеристиками. Таким образом, металлы классифицируются по различным признакам.

Классификация по химическим свойствам

1. Щелочные (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)

Щелочные металлы – активные элементы, на внешнем энергетическом уровне которых располагается по одному электрону. В периодической таблице Д.И. Менделеева они находятся в первой главной «IA» подгруппе. Щелочные металлы реагируют практически со всеми неметаллами. Некоторые химические реакции со щелочными металлами сопровождаются взрывом.

2. Щелочноземельные (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)

Щелочноземельные металлы – элементы, которые на внешнем уровне содержат два электрона. Они располагаются во второй главной «IIA» подгруппе. Щелочноземельные металлы обладают высокой химической активностью, реагируют с кислородом, водородом, другими неметаллами, оксидами, кислотами, солями.

3. Переходные (Сu, Zn, Cr, Mn и др.)

Переходные металлы – элементы побочных групп, атомы которых содержат электроны на d- и f-орбиталях. В соединениях они проявляют положительную степень окисления. В соединениях атомы используют валентные s- и p, так и d-электроны. Исходя из этого, d-элементы обладают переменной валентностью. По этой причине они могут образовывать комплексные соединения.

Для переходных металлов характерна небольшая электроотрицательность и переменная степень окисления. Они представляют собой твердые вещества с высокими температурами плавления и кипения.

Классификация по физическим свойствам

1. Тугоплавкие (Мо, W)

Тугоплавкие металлы – класс химических элементов, обладающих высокой температурой плавления и устойчивостью к изнашиванию. Они обладают температурой плавления выше 2000 °C. Тугоплавкие металлы редко вступают в реакции.

2. Цветные (Cu, Zn, Ni, Sn и др.)

Все цветные металлы и их сплавы делятся на две группы – тяжелые и легкие. Тяжелые металлы (Pb, Cu, Hg, Co и др.) – соединения, плотность которых 5 г/cm3 и выше. Их соли загрязняют окружающую среду и негативно влияют на животных и человека. Легкие металлы (Al, Sn и др.) – металлы, которые расположены в р-блоке периодической таблицы. Их плотность меньше 5 г/cm3. Цветные металлы устойчивы к коррозии и агрессивным средам.

3. Черные

Черные металлы – железо и его сплавы. По некоторым классификациям к ним также относятся марганец, ванадий, хром. Главные продукты черной металлургии – сталь и чугун. Черные металлы составляют более 90 % всего объема используемых в экономике металлов. Основным элементом, придающим сплавам железа разнообразные свойства, является углерод.

4. Благородные (Au, Ag и металлы платиновой группы)

Благородные металлы — металлы, которые не подвергаются коррозии и окислению. Они не реагируют с соляной кислотой. Благородные металлы часто называют драгоценными.

Различные классификации позволяют эффективно использовать металлы и применять их во многих отраслях.