51 utenti della rete garantita questa curiosit à: Spiegami: What is a metal?
Spiegami: Cos'è un metal?
Ed ecco le risposte:
In chimica, gli atomi sono identificati da quanti protoni hanno (carica positiva). Un atomo bilanciato avrà anche lo stesso numero di elettroni (carica negativa). L'attrazione elettrica tra i protoni e gli elettroni mantiene gli elettroni con l'atomo.
Ora, poiché la fisica (è complicata), si scopre che gli elettroni gradirebbero davvero di essere in serie complete di numeri apparentemente arbitrari. Prima serie di due, quindi serie di otto, quindi serie di quattordici. Se ti sei mai chiesto perché la tavola periodica sembra così irregolare e piena di lacune, ecco perché. Mentre leggi la tabella da sinistra a destra, indica quanto è vicino un atomo al completamento di questi “set” di elettroni. Gli atomi a sinistra hanno appena iniziato il loro prossimo set, mentre gli atomi all'estrema destra sono più vicini ad avere set completi. La colonna più a destra sono atomi con set veramente completi. Questi sono i “gas nobili”, che sono famosi per non aver reagito con nulla nella maggior parte dei casi.
Gli altri atomi sarebbero davvero piace arrivare a uno stato di set completi in qualche modo, se possibile. Ma anche loro realmente vogliono mantenere lo stesso numero di protoni ed elettroni . Quindi quando due atomi che vogliono cose opposte si avvicinano, potrebbero stringere un accordo l'uno con l'altro.
Il sodio è un elemento all'estrema sinistra del tavolo. Ha un elettrone in più rispetto ad avere un “set completo”. Quell'elettrone non è fortemente legato dall'atomo di sodio e sta gridando per un motivo per andarsene. Il cloro è un elemento all'estrema destra del tavolo. Ha un elettrone in corto del suo “set completo”. È disperato trovare un elettrone per completare il suo set. Quindi se un atomo di sodio e un atomo di cloro si uniscono, l'atomo di cloro può strappare quell'elettrone libero dall'atomo di sodio. Entrambi gli atomi ottengono ciò che “vogliono”. Ma ora l'atomo di cloro ha una carica extra negativa e l'atomo di sodio ha una carica extra positiva. Aspetti positivi e negativi si attraggono, quindi i due atomi ora si uniscono dopo questo scambio. Questo è un “legame ionico”.
A volte gli atomi possono stringere accordi più complessi tra loro. Prendi carbonio e ossigeno. Il carbonio vuole che quattro elettroni completino il suo set. L'ossigeno ne vuole due. Nessuno dei due elementi è abbastanza forte da strappare completamente gli atomi l'uno dall'altro. Ma se due atomi di ossigeno incontrano un atomo di carbonio nelle giuste condizioni, potrebbero decidere di condividere coppie di elettroni tra loro. L'ossigeno prende due dei sei elettroni nella sua raccolta incompleta e li condivide con il carbonio, che a sua volta condivide due elettroni con l'ossigeno. Pertanto, ciascuno “guadagna” due elettroni l'uno dall'altro. Il carbonio può farlo due volte, una volta ciascuno con due atomi di ossigeno, e ora tutti e tre gli atomi sono legati insieme in una molecola. Questi sono “legami covalenti”.
Ora, quando si tratta di materiali al centro del tavolo, quelli con set di elettroni che non sono né vicini al completamento né appena iniziati, sono molto più “desiderosi- lavato “con i loro elettroni. Non sono fortemente legati, ma non hanno nemmeno prurito per un motivo per far volare la gabbia. Raggruppa un insieme di questi atomi e gli elettroni dei loro insiemi incompleti inizieranno pigramente a saltare da un atomo all'altro, su tutto il gruppo, senza una vera rima o ragione. È spesso descritto come un “mare di elettroni” e questo mare tiene insieme questi atomi in “legami metallici”.
Questo lento spostamento degli elettroni fa sì che la maggior parte di questi materiali abbia proprietà simili: sono generalmente lucidi, malleabili, relativamente densi, hanno temperature di fusione relativamente basse e sono eccellenti conduttori di elettricità. Inoltre, consente alla maggior parte di questi materiali di mescolarsi l'un l'altro in modo molto uniforme (lega).
La definizione esatta di “metallo” sembra essere un materiale che conduce l'elettricità a zero assoluto. Credo che la maggior parte dei materiali con questo comportamento “mare di elettroni” si qualifichi. Ma materiali diversi conducono elettricità in modo diverso a varie temperature e pressioni. Alcuni elementi, come l'idrogeno o l'elio, presentano questo comportamento ad alte pressioni. Altri, come il sodio, perdono questa capacità ad alte pressioni. Pertanto, si può dire che alcuni elementi “diventano metallici” o “diventano non metallici” a seconda dell'ambiente. Altri elementi, come l'antimonio, possono essere descritti come un “metalloide”, perché sfocano la linea tra il modo in cui metalli e non metalli agiscono nelle interazioni chimiche.
Bene, quando una rock band di 60 decide che devono essere più rumorosi, più lenti e più pesanti di ogni altra band, si verifica una reazione e si crea metal.
Pensa a un mucchio di palline magnetiche. Immagina che vengano lasciati cadere in un secchio di acqua magnetica.
Le sfere possono muoversi relativamente liberamente, proprio come il metallo può flettersi, e l'acqua può fluire relativamente liberamente, proprio come l'elettricità può fluire attraverso un metallo.
Per i bambini non di cinque anni, le sfere in questa analogia sono protoni e l'acqua sono elettroni che non sono strettamente legati ai loro protoni associati.