Все мы много раз слышали, что металл, как это рассказывают в школьной химии, отличается от неметалла металлическим блеском и способностью "отнимать" тепло. Если взять металлический брусок в руку, то сразу почувствуешь, что он холодный.
В учебнике металлы описываются примерно так:
Металлы - это природные элементы, которые являются твердыми, блестящими, непрозрачными и имеют большую плотность.
Когда ртуть только открыли, Ломоносову пришлось потратить немало усилий, чтобы убедить научное сообщество, что был обнаружен именно металл. Уж настолько инерционное мышление трудно воспринимало способность металла быть жидким при комнатной температуре. Ломоносов и академик Браун (то ли совместно, то ли не очень) заморозили эту жижу и получили у ртути характерные металлические свойства.
Ртуть всё-таки металл! Почему?
Можно, конечно же, исходить из цвета квадратиков в таблице Менделеева, где металлы синенькие, а неметаллы - красные. Но ведь тоже слишком просто. А как определить металл или неметалл при обнаружении нового элемента, которого нет в таблице?
Опустим все стандартные простые оценки из серии металлического блеска или способности деформироваться и коваться. Обсудим самый "топ" различий.
Наличие электронного газа
Металлы имеют от одного до трёх электронов во внешней оболочке каждого атома и, следовательно, легко теряют электроны. Эти "потерявшиеся" электроны превращаются в электронный газ, который позволяет металлам обладать хорошей проводимостью как тепла, так и электричества. Уместно вспоминать одуванчик - белые семена держатся на своих местах, но стоит дунуть и они полетят. Примерно также поведет себя электронный газ в металле.
Неметаллические элементы таким специфическим свойством не обладают, а потому проводят и тепло, и электрический ток значительно хуже.
Это один из главных критериев, который следует использовать для сравнения.
Образование металлических связей
Наличие в атоме таких свободных электронов сказалось и на способе объединения этих атомов. В металлах практически не встречаются молекулы. "Кусок металла" состоит из чередующихся групп атомов, которые связаны друг с другом металлической связью.
Легенда гласит, что свободные электроны в атомах металлов начинают переходить от атома к атому. Многократные обмены заставляют атомы притягиваться друг к другу и сохранять "соединенное" состояние.
Такая связь наблюдается только в металлах. В других химических элементах она не встречается.
И конечно же, все спросят - а почему "легенда гласит"? А потому, что описываемое нами сейчас явление есть только лишь складная модель, которая используется для упрощения рассматриваемых процессов. Те, кто регулярно читают мой канал знают, что те же электроны нельзя считать материальными в прямом смысле этого слова.
Высокая электроотрицательность
Электроотрицательность - это количественная характеристика способности атома в молекуле смещать к себе общие электронные пары
Если соединяются атомы металла и неметалла, то общая пара электронов будет смещена именно к атому металла.
Способность образовывать кристаллические структуры
Нельзя сказать, что твёрдый металл обязательно будет иметь кристаллическую структуру также, как и нельзя сказать, что неметаллы обязательно станут аморфными.
Но преимущественно структура металлов будет представлена именно кристаллической конструкцией, а неметаллы - аморфной.
Кристаллическая структура - это взаимное упорядоченное расположение атомов, которое может быть описано повторяющейся характерной конструкцией, именуемой кристаллической решеткой. Её можно увидеть даже в электронный микроскоп.
Металлические свойства
Собственно говоря, все физические свойства металлов, в том числе и уже описанные - это следствие проявления металлических свойств.
Металлические свойства — это способность атомов отдавать электроны. Именно наличием свободных электронов объясняются общие физические свойства металлов.
Если проанализировать взаимное расположение металлов в таблице Менделеева, то слева направо в таблице металлические свойства слабеют, а сверху вниз - усиливаются.
Всё это легко объяснить. Сверху вниз металлические свойства растут, так как энергетических уровней в атоме с каждой новой строкой в таблице становится всё больше. Гораздо сложнее удерживать электроны на своих местах. Электрон всё дальше от атома и силы меньше.
Слева направо металлические свойства убывают, поскольку протонов становится больше и им проще удерживать большее количество электронов.
Если нового элемента вдруг не окажется в таблице, то его отношение к группе металлов мы будем принимать исходя из его физических свойств, которые базируются на способности отдавать электроны. Отсюда тянутся и базовые химические свойства - металлы проявляют восстановительные свойства.
Только сидхи всё возводят в абсолют!
Несмотря на то, что металлы и неметаллы имеют вполне себе ощутимые различия, провести границу с технической точки зрения между металлами и неметаллами не получится. Просто есть ряд факторов, которые принято считать наиболее значимыми, чтобы отнесении элемент к тому или иному типу.
Разделить металлы и неметаллы как мы разделяем овощи и фрукты в прямом смысле этого слова нельзя. Правда и с овощами не всё так просто. Например, арбуз вот считается ягодой :)...
Вот и для металлов не существует такого свойства, которое будет однозначным отличием.
Мы сказали, что большинство металлов обладают хорошей электропроводностью, но хорошей проводимостью обладает и графит, который, как известно - неметалл.
Металлы при нормальных условиях существуют в твердой форме, но ртуть - нет. Получается, что это неметалл? Вовсе нет! Ломоносов доказал обратное.
На любое свойство можно найти антисвойство. Таких примеров очень много. Поэтому, градация скорее условная и строится по выполнению большинства факторов сразу.
А про сидхов - это цитата из Звёздных войн :)
Обязательно подписывайтесь, лайкайте и возвращайтесь за новым контентом на проект! Материалы выходят регулярно!
Не забывайте читать новые статьи на сайте проекта
- Много эксклюзивов выходит на телеге проекта