Obre el menú principal

Canvis

12.030 bytes afegits ,  fa 11 mesos
Es desfà la revisió 20467171 de 213.0.87.175 (Discussió)
[[Fitxer:Mangan 1.jpg|thumb|[[Manganès]]]]
[[Fitxer:Bille-Hg.jpg|thumb|[[Mercuri (element)|Mercuri]]]]
S'anomena '''metall''' als [[element químic|elements químics]] que poden formar [[catió|cations]] i [[enllaç iònic|enllaços iònics]]. Els '''metalls''' constitueixen un dels grups principals d'elements, junt amb els [[no metall]]s, [[semimetall]]s i [[gas noble|gasos nobles]]. En la taula periòdica, els elements que van en diagonal del [[bor]] al [[poloni]] es consideren [[semimetall]]s, els que se situen a l'esquerra són els '''metalls''', i els que apareixen a la dreta són els [[no metall]]s.
mi li bvifeuhgugvbhguihuiobeih
 
Els metalls generalment són brillants, tenen [[densitat]] i [[punt de fusió]] alts, són [[ductilitat|dúctils]], [[duresa|durs]] i bons conductors de l'[[conductivitat tèrmica|escalfor]] i de l'[[conductivitat elèctrica|electricitat]]. Aquestes propietats es deuen a l'[[enllaç metàl·lic]] propi dels metalls, on els electrons exteriors dels metalls estan lligats només lleugerament als àtoms, formant un “mar” d'electrons de gran mobilitat que “banya” tots els àtoms.
 
Detallant una mica més, la [[ciència de materials]] defineix un metall com un material en el qual dins la seva estructura electrònica, hi ha paquets comuns a la [[banda de valència]] i a la [[banda de conducció]] ([[enllaç metàl·lic]]). Això dóna als metalls la capacitat de conduir fàcilment la [[calor]] i l'[[electricitat]], i generalment la capacitat de reflectir la llum, fet que els dóna la seva peculiar brillantor. En absència d'una estructura electrònica coneguda, s'usa el terme per descriure el comportament d'aquells materials en els quals, en certs rangs de [[pressió]] i [[temperatura]], la [[conductivitat elèctrica]] disminueix al pujar la temperatura, en contrast del que passa amb els [[semiconductor]]s.
 
El concepte de metall es refereix tant a elements purs, com a [[aliatge|aliatges]] amb característiques metàl·liques, com són l'[[acer]] i el [[bronze]].
 
Els metalls comprenen la major part de la [[taula periòdica dels elements]] i se separen dels [[no metalls]] per una línia diagonal entre el [[bor]] i el [[poloni]]. Es poden classificar en diverses sèries químiques:
 
* [[metall alcalí|Metalls alcalins]]
* [[alcalinoterri|Metalls alcalinoterris]]
* [[lantànid|Lantànids]]
* [[actínid|Actínids]]
* [[metall de transició|Metalls de transició]]
* [[Metall del bloc p|Metalls del bloc p]], o altres metalls
 
En comparació amb els [[no metalls]] tenen baixa [[electronegativitat]] i baixa energia d'[[ionització]], pel que és més fàcil que els metalls cedeixin electrons i més difícil que els guanyin.
 
En [[astrofísica]] es diu metall a tot element més pesat que l'heli.
 
== Història ==
[[Fitxer:Copper adze.jpg|thumb|Eines de coure datades prop de 3000 aC. [[Antic Egipte]].]]
 
Metalls com l'[[or natiu|or]], la [[plata nativa|plata]] i el [[coure natiu|coure]], van ser utilitzats des de la [[prehistòria]].<ref>[http://www.britishmuseum.org/research/research_publications/online_research_publications/prehistoric_metal_artefacts.aspx Eines prehistòriques de metall. Museu Britànic.](en anglès)</ref> Encara que al principi només es feien servir si es trobaven fàcilment en estat metàl·lic pur (en forma d'elements natius), a poc a poc es va anar desenvolupant la tecnologia necessària per obtenir nous metalls a partir dels seus minerals, fonent-los en un forn amb carbó de fusta.<ref name="JosephKundig1999">{{ref-llibre|nom=Günter |cognom=Joseph|nom2=Konrad J. A. |cognom2=Kundig| títol=Copper: its trade, manufacture, use, and environmental status|url=http://books.google.cat/books?id=1hSJcC9zwFIC&pg=PA1 |data= juny 1999|editorial=ASM International|isbn=9780871706560|pàgines=1–}}</ref>
 
El primer gran avenç es va produir al poder augmentar la temperatura del forn insuflant-hi aire (oxigen) per mitjà de tubs de [[canya (planta)|canya]],<ref>(en castellà) [http://www.museos-ecuador.com/bce/html/inf_rel/informacion_12.htm Orfebrería indígena prehispánica]</ref> aconseguint el descobriment del [[bronze]], fruit de la utilització de mineral de coure amb incursions d'estany, entre 3500 aC i 2000 aC, en diferents regions del planeta, sorgint l'anomenada [[Edat de Bronze]], que passa a l'[[Edat de Pedra]].
 
Un altre fet important en la història va ser el descobriment del ferro, cap a 1400 aC. Els [[hittites]] van ser un dels primers pobles a utilitzar-lo per a elaborar armes, com espases, i les civilitzacions que encara estaven en l'Edat de Bronze, com els egipcis o els aqueus, van pagar car el seu endarreriment tecnològic.<ref name="Hummel2004">{{ref-llibre|autor=Rolf E. Hummel|títol=Understanding materials science: history, properties, applications|url=http://books.google.cat/books?id=DaAmwiJ4rnEC&pg=PA126|consulta= 2 maig 2011|data= 3 agost 2004|editorial=Springer|isbn=9780387209395|pàgines=126–}}</ref>
 
No obstant això, en l'antiguitat no se sabia arribar a la temperatura necessària per fondre el ferro, per la qual cosa s'obtenia un metall impur que havia de ser modelat a cops de martell. Cap a l'any 1400 dC es van començar a utilitzar els forns proveïts de manxa, que permeten arribar a la temperatura de fusió del ferro, uns 1.535&nbsp;°C.<ref name="Gentlemen1763">{{ref-llibre|autor=Society of Gentlemen |títol=A new and complete dictionary of arts and sciences|url=http://books.google.cat/books?id=zxc7AAAAcAAJ&pg=PA1371 |any=1763|pàgines=1371–}}</ref><ref name="McConchie2004">{{ref-llibre|autor=Matasha McConchie |títol=Archaeology at the north-east Anatolian frontier, V: iron technology and ironmaking communities of the first millennium BC |url=http://books.google.cat/books?id=N3W00_ZVUc8C&pg=PA47 |any=2004|editorial=Peeters Publishers |isbn=9789042913899|pàgines=47–}}</ref><ref name="Falola2002">{{ref-llibre|autor=Toyin Falola|títol=Key events in African history: a reference guide|url=http://books.google.cat/books?id=1u0VDodtuJ0C&pg=PA46 |any=2002|editorial=Greenwood Publishing Group|isbn=9780313313233|pàgines=46–}}</ref>
 
En el sistema anomenat [[farga catalana]], que permetia obtenir un ferro de gran qualitat sense arribar a la fusió, l'aire s'injectava mitjançant una [[trompa d'aigua]].<ref name="Forbes1964">{{ref-llibre|autor=Robert James Forbes|títol=Studies in ancient technology|url=http://books.google.cat/books?id=9q83AAAAIAAJ&pg=PA120|any=1964|editorial=Brill Archive |pàgines=120– |id=GGKEY:31QD1GNKLKF}}</ref>
 
La invenció de l'[[alt forn]] va permetre obtenir grans quantitats de [[ferro colat]], amb un contingut de carboni molt alt. [[Henry Bessemer]] va descobrir una manera de produir [[acer]] en grans quantitats amb un cost raonable. Després de nombrosos intents fallits, va donar amb un nou disseny de forn (el [[convertidor Thomas-Bessemer]]) i, a partir de llavors, va millorar la construcció d'estructures en edificis i ponts, passant el [[ferro]] a un segon pla.
 
Poc després es va utilitzar l'[[alumini]] i el [[magnesi]], que van permetre desenvolupar aliatges molt més lleugers i resistents, molt utilitzats en aviació, transport terrestre i eines portàtils.
 
Els elements metàl·lics, així com la resta d'elements, es troben ordenats en un sistema anomenat [[Taula periòdica dels elements|taula periòdica]]. La majoria dels elements d'aquesta taula són metalls.
 
Els metalls es diferencien de la resta d'[[element químic|elements]], fonamentalment en el tipus d'[[enllaç químic|enllaç]] que constitueixen els seus [[àtoms]]. Es tracta d'un [[enllaç metàl·lic]] i en ell els electrons formen una "núvol" que es mou, envoltant tots els [[nucli atòmic|nuclis]]. Aquest tipus d'enllaç és el que els confereix les propietats de [[conducció elèctrica]], [[lluïssor]], etc.
 
Hi ha tota mena de metalls: [[metalls pesants]], [[metalls preciosos]], metalls ferrosos, metalls no ferrosos, etc. i el mercat de metalls és molt important en l'[[economia mundial]].
 
El [[titani]], és l'últim dels metalls abundants i estables amb els quals s'està treballant, i s'espera que, en poc temps, l'ús de la tecnologia del titani es generalitzi.
 
== Propietats químiques ==
[[Fitxer:Vicaria acabado.jpg|thumb|230px|La gran resistència del metall al costat de la facilitat del seu treball el fan un material excel·lent per a qualsevol construcció, a la imatge el Pont de La Vicaria, sobre el [[riu Segura]] construït en [[acer corten]].]]
 
El metalls tenen tendència a formar [[Ió (àtom)|cations]] perdent electrons en reaccionar amb l'[[oxigen]] de l'[[aire]] per a formar [[òxid]]s. La velocitat de reacció varia des del [[ferro]] que es rovella durant [[any]]s, fins al [[potassi]] que es consumeix en [[segon]]s.
*
 
*
Exemples:
*
* 4Na + O<sub>2</sub> → 2Na<sub>2</sub>O ([[òxid de sodi]])
* 2Ca + O<sub>2</sub> → 2CaO (òxid de calci)
* 4Al + 3O<sub>2</sub> → 2Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (òxid d'alumini)
 
Els metalls de transició, com el ferro, el coure, el zinc i el níquel, triguen molt temps a oxidar-se, altres com el [[Pal·ladi (element)|pal·ladi]], el [[platí]] o l'[[or]] no s'oxiden perquè no reaccionen amb l'atmosfera. Alguns metalls formen una barrera d'òxid a la seva superfície que evita que ja no puguin penetrar més [[Molècula|molècules]] d'oxigen, com l'alumini, alguns acers i el [[titani]]. L'òxid dels metalls és habitualment de tipus [[Base química|bàsic]] mentre que els dels no-metalls acostumen a ser de tipus [[àcid]]. La pintura, l'[[anoditzat]] o el revestiment són tècniques que permeten prevenir la [[corrosió]] dels metalls.
 
== Propietats físiques ==
[[Fitxer:Gallium crystals.jpg|thumb|dreta| Cristalls de [[gal·li]].]]
 
 
=== Densitat ===
La majoria dels metalls tenen una [[densitat]] més gran que la dels no-metalls. Però hi ha una gran variació a la densitat dels diferents metalls, el [[liti]] és el menys dens mentre que a l'extrem oposat trobem l'[[osmi]] com al que presenta una densitat més gran. L'alta densitat de molts metalls és deguda a l'atapeït de la [[xarxa cristal·lina]] de la seva estructura metàl·lica. La força dels enllaços metàl·lics arriba al màxim vers el centre de la sèrie dels [[Metall de transició|metalls de transició]], atès que aquests elements tenen gran quantitat d'electrons deslocalitzats als enllaços metàl·lics. Tanmateix també hi ha d'altres factors involucrats com per exemple el [[radi atòmic]], la [[càrrega nuclear efectiva]] o la forma del [[cristall]] entre d'altres.
 
=== Mal·leabilitat i ductilitat ===
[[Fitxer:Hot metalwork.jpg|thumb|Metall roent escalfat per un [[ferrer]] per ser treballat .]]
 
La natura no direccional dels enllaços metàl·lics és la primera causa de la [[mal·leabilitat]] i la [[ductilitat]] dels metalls. Els plans d'àtoms de metall poden lliscar sobre els altres sotmesos a pressió, gràcies a la capacitat de deformació del cristall. Quan els plans d'un [[enllaç iònic]] llisquen sobre d'altres, el canvi resultant sobre la localització dels ions amb càrrega idèntica que esdevenen propers provoca l'[[Exfoliació (mineralogia)|exfoliació]] del cristall. En el cas dels [[Enllaç covalent|enllaços covalents]] el que s'observa és la [[Fractura (mineralogia)|fractura]].
fàcilment podrà cedir un electró i serà més bon conductor.
 
=== Conductivitat ===
Els metalls presenten en general una bona conductivitat, tant [[Conductivitat elèctrica|elèctrica]] com [[Conductivitat tèrmica|tèrmica]]. En destaquen la [[plata]], el coure i l'or.
 
La [[conductivitat elèctrica]] pot ser analitzada des d'un punt de vista microscòpic o macroscòpic. En el primer cas, la principal raó de la bona conductivitat rau a l'[[enllaç metàl·lic]]: els àtoms formen estructures de dues i tres dimensions que es repeteixen, les xarxes cristal·lines, al seu interior hi ha electrons gairebé lliures que circulen entorn els àtoms. Aquest moviment electrònic és el responsable de la bona conductivitat elèctrica, com més lliures són els electrons més bon conductor serà el metall.
 
Des d'un punt de vista macroscòpic és la teoria de bandes d'energia la que ens dóna la resposta: als metalls la banda d'energia més alta ocupada i la més baixa buida s'encavalquen, o com a mínim es toquen. Per això fa falta molt poca energia per excitar un metall, com més fàcil sigui d'excitar un metall més fàcilment podrà cedir un electró i serà més bon conductor.
 
=== Propietats magnètiques ===
Alguns metalls presenten propietats [[Magnetisme|magnètiques]] remarcables com el [[ferromagnetisme]], especialment en el cas del ferro, el cobalt i el níquel a temperatura ambient. Les propietats magnètiques varien quan es fan aliatges, i això s'aprofita per crear [[imant]]s més potents o per anul·lar el magnetisme del metall, especialment en el cas del ferro.
 
== Aliatges ==
{{Principal|Aliatge}}
Un [[aliatge]] és una barreja de dos o més [[Element químic|elements químics]] en una [[solució sòlida]] a la que el component majoritari és un metall. Molts metalls purs són massa tous, fràgils o massa reactius químicament per a ser utilitzats en aplicacions pràctiques. Combinant diferents proporcions de metalls en aliatges s'aconsegueix de modificar les propietats dels components purs assolint les característiques desitjades. El propòsit de fer aliatges és aconseguir materials menys fràgils, més durs, augmentar la resistència a la corrosió o millorar el color o la brillantor. Exemples d'aliatges en són l'[[acer]] ([[ferro]] i [[carboni]]), el [[llautó]] ([[coure]] i [[zinc]]), el [[bronze]] (coure i [[Estany (element)|estany]]) o el [[duralumini]] ([[alumini]] i coure). Alguns aliatges per a propòsits especials com els [[Motor de reacció|motors de reacció]] poden contenir més de deu elements.
3.448

modificacions