Proprietati fizice ale metalelor

1. Proprietatifizice ale metalelor

2. Culoarea • Culoareametalelorestevariata. Celemaimultemetale in stare compactasuntalbe, intelegandprinalb, albulmetalic; astfel, plumbul, argintulsunt considerate metalealbe. Catevametalesuntinsacolorate: cuprulestegalben-rosiatic, aurul-galben, cesiul-galbuietc. Candsunt in pulberefina, aproapetoatemetalele au culoarecenusie-neagra. • In tehnica, metalelesuntclasificate in: metalenegresauferoase, prin care se intelegefierul (impreuna cu fontelesiotelurile), simetalelecolorate, adicaneferoase.

3. Densitatea • Densitateametalelorvariaza in limitelargi; de exemplu, litiul are densitatea 0,53 saupotasiul are densitatea 0,86, pecandplatina are densitatea 21,45, iarosmiul, celmaigreu metal, are densitatea22,5. Se obisnuiestesa se consideremetalele cu densitateamai mica decat 5, metaleusoare, iarcele cu densitateapeste 5, metalegrele. Astfel, potasiul, sodiul, calciul, magneziul, aluminiulsunt considerate metaleusore, pecandzincul, staniul, fierul, cuprulsuntmetalegrele.

4. Punctul de topire • Punctulde topirevariaza forte mult de la metal la metal. Mercurul, singurul metal lichid, are punctul de topire –39°C; potasiulsisodiul se topesc la temperaturi sub 100°C (potasiul la 63,5°C, decat 1000°C; de exemplu, cuprul se topeste la 1083°C, fierul la sodiul la 97,8°C). Sunt, insa, metale al carorpunct de topireestemaiinalt 1536°C, wolframul la 3410°C. In general, metalele cu volum atomic mic se topesc la temperaturiridicate, pecandmetalele cu volum atomic mare se topesc la temperaturiscazute, deoarecereteaualorcristalina se distrugemaiusor. Diferentaintrepunctele de topire a metalelorestefolositapentruseparareametalelorintreele, la fabricareaaliajelorsi la prelucrareametalelor.

5. Conductibilitateaelectrica • Conductibilitateaelectricaspecifica, adicaconductivitatea, γ, a metaleloreste mare. Cand nu este sub influentaunui camp electric exterior, in metalul compact nu se manifesta un transport de sarcini, sesizabil; electronii din orbitaliimoleculariocupatiaibenzii se misca • fara o directieprivilegiata. Caurmare, electronii din orbitali • ocupati nu participa la transportulcurentului electric. • La aplicareauneidiferente de potential, electronii din orbitaliimoleculariocupaticapatand un surplus de energiesuntpromovati in orbitalimolecularivecini, neocupati, din banda de energie partial ocupatasipreiautransportul de curent. • Se intelegecametalelealcaline, la care banda de valentaesteumplutapejumatate, au conductibilitateaelectricamaibunadecatmetalelealcalino-pamantoase, la care banda de valentaestecompletocupata. Buna conductibilitateelectricamanifestasimetalele din grupa I B, adica Cu, Ag, Au, explicataprinvolumeleloratomice, care suntmici.

6. Rezistentaelectrica • Rezistentaelectricaspecificasaurezistivitatea, adicarezistentape care o opunecurentului electric o portiune din metal cu o sectiune de 1 cm2 si o lungime de 1 cm, se exprima in Ω·cm. La 20°C, rezistentaelectricaspecifica a argintului este1,62·106 Ω·cm, a cuprului 1,72·106 Ω·cm, a aluminiului 2,82·106 Ω·cm, a plumbului 20,63·106 Ω·cm ,a mercurului 95,9·106 Ω·cm etc. • Continutul de substantestraineintr-un metal maresterezistentalorelectrica, deoareceatomiisubstantelorstraine intra in reteauacristalinaa metaluluisiimpiedicaastfelformareaundelorstationar ale electronilor. De aceea, pentrurezistenteelectrice se folosescaliajesi nu metale pure. Astfel, pecandrezistentaelectricaspecificaanicheluluieste 7·106 Ω·cm si a cromuluieste 15,8·106 Ω·cm, un aliaj cu 20% nichelsi 80% crom are rezistentaelectricaspecifica 110·106 Ω·cm. • Cu cat un metal are rezistentaelectricaspecificamai mica, cu atat conduce mai bine curentul electric. Ceamai mare conductibilitateelectrica o au argintul (0,98 Ω-1·cm-1), cuprul (0,593 Ω-1·cm-1), aurul (0,42 Ω-1·cm-1) sialuminiul (0,38 Ω-1·cm-1) siceamai mica o au plumbul (0,046 Ω-1·cm-1) simercurul (0,011 Ω-1·cm-1). Asa se explica de ceconductoareleelectrice (sarmele) se fac din cuprusaualuminiu.

7. Conductibilitateatermica • Conductibilitateatermicaspecifica, adicaconductivitateatermica, se datoreaza de asemeneamiscarilorelectronilor in banda de valenta. Ea se masoaraprincantitatea de caldura care se propagatimp de o secundaprintr-un centimetru cub din metalulrespectivsi se exprima in J·cm-1·s-1·grd-1. • Dintremetale, ceamai mare conductivitatetermica au argintul (4,1 J·cm-1·s-1·grd-1), cuprul (3,9 J·cm-1·s-1·grd-1), aurul (3 J·cm-1·s-1·grd-1) sialuminiul (2,1 J·cm-1·s-1·grd-1); ceamaislabaconductivitatetermica au plumbul (0,13 J·cm-1·s-1·grd-1) simercurul (0,08 J·cm-1·s-1·grd-1). • Conductibilitateatermica a metalelor are mare importanta in tehnica. Astfel, instalatiile la care se cere o incalziresiracirerapida, cum suntcazanele de abur, schimbatoarele de caldura, caloriferele, radiatoareleautomobilelor, se fabrica din metale cu bunaconductibilitatetermica.