Introduktion till kemi

Termer

• duktilaFörmåga att dras eller sträckas till tunna trådar med mekanisk kraft utan att gå sönder.
• ledandeFörmåga att leda elektrisk ström eller värme.
• metallEtt av ett antal kemiska grundämnen i det periodiska systemet som bildar en metallbindning med andra metallatomer; i allmänhet glänsande, något formbar och hård, ofta en ledare av värme och elektricitet

En metall kan hänvisa till ett grundämne, en förening eller en legering som är en god ledare av både elektricitet och värme. Exempel på metaller är guld, natrium, koppar, järn och många andra grundämnen. Metaller är vanligtvis formbara, duktila och glänsande.

Metallers densitet

Metaller består vanligtvis av tätt packade atomer, vilket innebär att atomerna är arrangerade som tätt packade sfärer. I en metall förlorar atomerna lätt elektroner för att bilda positiva joner (katjoner). Dessa joner är omgivna av de-lokaliserade elektroner, som är ansvariga för ledningsförmågan. Det fasta material som bildas hålls samman av elektrostatiska interaktioner mellan jonerna och elektronmolnet, som kallas metallbindningar.

Metaller är blanka och glänsande med en hög densitet. De har mycket höga smält- och kokpunkter eftersom metalliska bindningar är mycket starka, vilket gör att atomerna ogärna bryts sönder till en vätska eller gas.

Metallers ledningsförmåga

Metaller är generellt sett ledande, med hög elektrisk ledningsförmåga och hög värmeledningsförmåga. Typiskt sett är de formbara och duktila och deformeras under påfrestningar utan att klyvas. Om man till exempel slår en metall med en hammare kommer metallen att ”buckla”, inte splittras i bitar.

Metallers elektriska och termiska ledningsförmåga har sitt ursprung i att deras yttre elektroner är delokaliserade. Detta innebär att elektronerna inte är låsta i en enskild atom utan kan röra sig fritt i hela metallen. Metaller kan ses som en samling atomer inbäddade i ett hav av elektroner, som är mycket rörliga. Detta har stor betydelse för metallens ledningsförmåga.

Metaller är vanligtvis benägna att bilda katjoner genom elektronförlust. Ett exempel är reaktionen med luftens syre för att bilda oxider över olika tidsskalor (järn rostar på flera år, medan kalium brinner på några sekunder). Övergångsmetallerna (t.ex. järn, koppar, zink och nickel) oxiderar långsammare eftersom de bildar ett passiverande oxidskikt som skyddar det inre. Andra, som palladium, platina och guld, reagerar inte alls med atmosfären. Vissa metaller bildar ett barriärskikt av oxid på sin yta, som inte kan penetreras av ytterligare syremolekyler. Därför behåller de sitt blanka utseende och sin goda ledningsförmåga i många decennier (som aluminium, magnesium, vissa stålsorter och titan).