Bevezetés a kémiába

Fogalmak

• DuktilisKépes arra, hogy mechanikai erő hatására törés nélkül vékony drótba húzzák vagy nyújtsák.
• vezetőképesAz elektromos áram vagy hő vezetésére alkalmas.
• fémA periódusos rendszer számos kémiai eleme közül bármelyik, amely más fématomokkal fémes kötést alkot; általában fényes, kissé képlékeny és kemény, gyakran a hő és az elektromosság vezetője

A fém olyan elemre, vegyületre vagy ötvözetre utalhat, amely mind az elektromosság, mind a hő jó vezetője. Példa fémek közé tartozik az arany, a nátrium, a réz, a vas és sok más elem. A fémek általában képlékenyek, képlékenyek és fényesek.

A fémek sűrűsége

A fémek általában szorosan elhelyezkedő atomokból állnak, ami azt jelenti, hogy az atomok szorosan elhelyezkedő gömbökként vannak elrendezve. A fémekben az atomok könnyen veszítenek elektronokat, hogy pozitív ionokat (kationokat) képezzenek. Ezeket az ionokat de-lokalizált elektronok veszik körül, amelyek a vezetőképességért felelősek. A keletkezett szilárd anyagot az ionok és az elektronfelhő közötti elektrosztatikus kölcsönhatások tartják össze, amelyeket fémes kötéseknek nevezünk.

A fémek fényesek és csillogóak, nagy sűrűségűek. Nagyon magas olvadás- és forráspontjuk van, mert a fémes kötések nagyon erősek, így az atomok nem szívesen bomlanak szét folyadékká vagy gázzá.

A fémek vezetőképessége

A fémek általában vezetőképesek, nagy elektromos vezetőképességgel és nagy hővezető képességgel rendelkeznek. Jellemzően képlékenyek és képlékenyek, feszültség hatására hasadás nélkül deformálódnak. Például egy fém kalapáccsal való ütése “behorpasztja” a fémet, nem pedig darabokra törik.

A fémek elektromos és hővezetőképessége abból ered, hogy külső elektronjaik delokalizáltak. Ez azt jelenti, hogy az elektronok nincsenek egyetlen atomba bezárva, hanem szabadon mozoghatnak az egész fémben. A fémeket úgy tekinthetjük, mint az elektronok tengerébe ágyazott atomok gyűjteményét, amelyek rendkívül mozgékonyak. Ez nagyban hozzájárul a fém vezetőképességéhez.

A fémek általában hajlamosak kationokat képezni az elektronvesztés révén. Erre példa a levegő oxigénjével való reakció, amelynek során különböző időtartamokban oxidok képződnek (a vas évek alatt rozsdásodik, míg a kálium másodpercek alatt ég el). Az átmeneti fémek (például a vas, a réz, a cink és a nikkel) lassabban oxidálódnak, mert passzív oxidréteget képeznek, amely védi a belsejüket. Mások, mint a palládium, a platina és az arany, egyáltalán nem reagálnak a légkörrel. Egyes fémek a felületükön oxidból álló gátló réteget képeznek, amelyen további oxigénmolekulák nem tudnak áthatolni. Ennek eredményeként évtizedekig megőrzik fényes megjelenésüket és jó vezetőképességüket (mint az alumínium, a magnézium, egyes acélok és a titán).