Introduzione alla chimica

Termini

• duttileCapace di essere tirato o allungato in filo sottile dalla forza meccanica senza rompersi.
• conduttivoCapace di condurre corrente elettrica o calore.
• metalloQualsiasi elemento chimico della tavola periodica che forma un legame metallico con altri atomi di metallo; generalmente lucido, un po’ malleabile e duro, spesso un conduttore di calore ed elettricità

Un metallo può riferirsi a un elemento, composto o lega che è un buon conduttore sia di elettricità che di calore. Esempi di metalli includono oro, sodio, rame, ferro e molti altri elementi. I metalli sono solitamente malleabili, duttili e brillanti.

Densità dei metalli

I metalli sono tipicamente costituiti da atomi impacchettati strettamente, il che significa che gli atomi sono disposti come sfere strettamente imballate. In un metallo, gli atomi perdono facilmente elettroni per formare ioni positivi (cationi). Questi ioni sono circondati da elettroni de-localizzati, che sono responsabili della conduttività. Il solido prodotto è tenuto insieme dalle interazioni elettrostatiche tra gli ioni e la nuvola di elettroni, che sono chiamati legami metallici.

I metalli sono lucidi e brillanti con un’alta densità. Hanno punti di fusione e di ebollizione molto alti perché il legame metallico è molto forte, quindi gli atomi sono riluttanti a rompersi in un liquido o in un gas.

Conduttività dei metalli

I metalli in generale sono conduttivi, con alta conduttività elettrica e alta conduttività termica. Tipicamente sono malleabili e duttili, si deformano sotto stress senza spaccarsi. Per esempio, colpire un metallo con un martello “ammacca” il metallo, non lo frantuma in pezzi.

Le conducibilità elettrica e termica dei metalli derivano dal fatto che i loro elettroni esterni sono delocalizzati. Questo significa che gli elettroni non sono bloccati in nessun atomo, ma possono muoversi liberamente in tutto il metallo. I metalli possono essere visti come un insieme di atomi incorporati in un mare di elettroni, che sono altamente mobili. Questo è molto determinante per la conduttività del metallo.

I metalli sono solitamente inclini a formare cationi attraverso la perdita di elettroni. Un esempio è la reazione con l’ossigeno nell’aria per formare ossidi in varie scale temporali (il ferro si arrugginisce in anni, mentre il potassio brucia in pochi secondi). I metalli di transizione (come ferro, rame, zinco e nichel) si ossidano più lentamente perché formano uno strato passivante di ossido che protegge l’interno. Altri, come il palladio, il platino e l’oro, non reagiscono affatto con l’atmosfera. Alcuni metalli formano uno strato barriera di ossido sulla loro superficie, che non può essere penetrato da ulteriori molecole di ossigeno. Di conseguenza, mantengono il loro aspetto lucido e la loro buona conduttività per molti decenni (come l’alluminio, il magnesio, alcuni acciai e il titanio).