2.Структура металла

В ее основе – кристаллическая решетка, состоящая из положительных ионов. Эта решетка погружена в плотный газ, который состоит из подвижных электронов. Данные электроны компенсируют силу электрического отталкивания, создающуюся между положительными ионами. Так электроны связывают ионы в твердые тела.  Этот вид химической связи называется металлической связью. Она обуславливает самые важные физические свойства всех металлов: электропроводность, пластичность, металлический блеск, теплопроводность.

Пластичность представляет собой способность металла менять форму при ударах, а также вытягиваться в проволоку и раскатываться в тонкие листы. В этих случаях смещаются атомы и ионы кристаллической решетки. Но связи между ними не прерываются, потому что в соответствии с ними перемещаются электроны, которые образуют эту связь. Пластичность металлов изменяется от большей к меньшей в ряду Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn. Fe. Например, золото прокатывают в лист, который толщиной не более 0,003 мм. Такие листы используются для золочения.

3.Электропроводность металлов

В их составе присутствуют свободные электроны, которые при малейшей разнице потенциалов переходят к положительному полюсу от отрицательного. Если температура повышается, колебания атомов металлов и ионов увеличиваются. Это затрудняет электронам движение, что приводит, в свою очередь, к уменьшению электропроводности. Низкие температуры, наоборот, провоцируют уменьшение колебательного движения атомов и ионов, таким образом, электропроводность увеличивается. При приближении к абсолютному нулю металлы почти полностью теряют электрическое сопротивление. Лучшими проводниками электричества является серебро, потом медь, алюминий, золото, железо. 

По такому же принципу меняется теплопроводность металла. Она вызывается большой подвижностью свободных электронов, а также колебательными движениями ионов. С помощью этого процесса температура массы металла быстро выравнивается.  Металлический блеск также привязан к наличию свободных электронов. 

4.Физические свойства металлов

Другие физические свойства металлов также представляют немалый интерес. Особенно это касается плотности, твердости и температуры плавления. Литий является наиболее легким из всех металлов, он имеет плотность 0,53 г/см3. Самым же тяжелым является осмий - 22,6 г/см3. Все металлы, имеющие плотность ниже 5 г/см 3, называют легкими, другие – тяжелыми. Температура плавления металлов может быть самой разной. Так, например, галлий или цезий расплавится у вас на ладони, а к вольфраму пришлось бы применить температуру +3410° С. 

В обычных условиях только один металл имеет жидкое состояние – это ртуть. В парообразном состоянии кристаллическая решетка металлов разрушается, и все они становятся одноатомными. Кроме прочего, металлы отличаются друг от друга по твердости. Хром – самый твердый металл, он способен резать стекло. Цезий и рубидий без труда разрежутся ножом. Твердость, температура плавления и прочность металла зависят от того, насколько прочна его металлическая связь. У тяжелых металлов такая связь особенно велика. 

В технике и технических науках все сплавы, имеющие в основе железо (сталь, чугун), а также и само железо, именуют черными металлами. Все другие металлы называют цветными. Есть и иные классификации металлов.  

Чем определяются химические свойства металла? Он имеет слабую связь валентных электронов и ядра атома. Атомы превращаются в ионы, заряженные положительно, легко отдавая электроны. Именно поэтому металл является хорошим восстановителем. Это самое общее и главное химическое свойство всех металлов. Понятно, что металлы, являясь восстановителями, должны вступать в реакцию с разными окислителями. Это могут быть как простые вещества, являющиеся неметаллами, так и соли менее активных металлов, кислоты и иные вещества. Если металл соединяется с кислородом, то получается оксид, если с галогеном – то галогенид, если с серой – то сульфид, если с азотом – то нитрид, если с фосфором – то фосфид, если с углеродом – то борид, если с водородом – то гидрид и тому подобное. Многие эти соединения активно используются в технике. 

Когда металл взаимодействует с кислотой, то окислителем выступает ион водорода

– Н. Он принимает от атома металла электрон. Это происходит так: 

Mg - 2e=Mg2+ 

2H+ +2e=H2+

Mg+2H+=Mg2+H 

Металлы, которые стоят в ряду напряжений (то есть стандартных электродных потенциалов) левее, чем водород, как правило, вытесняют (иными словами, восстанавливают) его из разбавленных кислот, таких как Н2S04 или НС1. Металлы же, которые располагаются правее, чем водород, не вытесняют его. А с водным раствором соли менее активного металла, металл будет взаимодействовать так:

Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu  Здесь электроны отрываются от атома более активного металла. В данном случае это цинк. Их присоединяют ионы менее активного металла Сu2. Если опираться на ряд стандартных электродных потенциалов, то можно считать, что металл восстанавливает (вытесняет) из растворов разных молей многие идущие за ним металлы.  Щелочные и щелочноземельные металлы являются активными. Они взаимодействуют с водой, которая здесь является окислителем. Металлы, амфотерные гидроксиды обычно взаимодействуют и с растворами кислот, и с растворами щелочей.  Металл может образовать химическое соединение и с другим металлом. Обычно эти соединения создают типичные металлы и металлы, имеющие слабые металлические свойства. Примером могут служить соединения свинца и натрия: NaРЬ, Nа5РЬ2, Na4РЬ, Na2РЬ. Такие соединения называют интерметаллиды, металлоиды или интерметаллические соединения. Свойства металлов, которые мы рассмотрели, связаны с отдачей электронов при химических реакциях. Они носят названия металлических свойств. В той или иной степени эти свойства имеют все химические элементы. О металлических свойствах можно судить, если сопоставить электроотрицательность элементов. Такая величина выражается в условных единицах и определяет способность атома молекулы притягивать к себе электроны. Чем меньшую электроотрицательность имеют элементы, тем ярче выражены их металлические свойства.