Metalen

Algemene en kenmerkende eigenschappen

Voorbeelden van metalen zijn: natrium, magnesium, ijzer en uraan.
Legeringen (mengsels van metalen) hebben zelf ook metaaleigenschappen. Voorbeelden van legeringen zijn: messing, soldeer, brons en roestvrij staal.
 

Metaalrooster

De regelmatige ordening van de atomen in een vast metaal noemen we het metaalrooster.
Tussen de positieve kernen van metaalatomen en de negatieve elektronen treedt elektrostatische aantrekking op, die voor de stof leidt tot metaalbinding (zie ook 'Metaalbinding' in de paragraaf 'Bindingstypen').
 
Voor verdieping zie Metallic structures.
 

Metaalbinding en stofeigenschappen

Aangezien de metaalbinding sterk is, kost het veel energie om metaalatomen van elkaar te brengen.
De meeste metalen hebben hoge smelt- en kookpunten. Hoe het komt dat sommige metalen lage smeltpunten hebben, in het bijzonder kwik, is moeilijk uit te leggen.
 
De buigzaamheid en smeedbaarheid van metalen is te verklaren doordat de atoomlagen in een metaal langs elkaar kunnen schuiven, zonder dat de samenhang wordt verbroken. De beweeglijke valentie-elektronen vormen als het ware een vloeibare 'lijm', die het metaalrooster bijeen houdt.

 

Hoe wordt een gouden sieraad gemaakt?

Ipadgebruikers klikken hier voor het starten van de video.

 

                                   

                                             Hoe maken we aluminiumfolie uit aluminiumblokken?

Het goede elektrisch geleidingsvermogen van een metaalkristal is te verklaren met de beweeglijkheid van de vrije elektronen.
Elektrische stroom is immers verplaatsing van lading. De positieve kernen van de metaalatomen bezitten in de vaste fase geen bewegingsvrijheid: zij zitten op vaste plaatsen in het rooster.
Het goede warmtegeleidingsvermogen van metalen kunnen we ook verklaren met de vrije elektronen: deze transporteren de warmte snel door het metaal.
De metaalglans wordt ook door de vrije elektronen veroorzaakt.
 

Metalen zijn goede geleiders van de elektrische stroom (uitleg).

Voorkomen en winning

In de natuur komen metalen zelden in zuivere vorm voor. Alleen de edele metalen en soms ook koper en kwik worden in gedegen toestand gevonden, dit wil zeggen dat de metalen dan niet gereageerd hebben met andere stoffen.
Verreweg de meeste metalen hebben in de geologische geschiedenis met andere stoffen, bijvoorbeeld zuurstof, gereageerd tot steenachtige stoffen, zoals roest.
In gesteentes komen metalen voor in wat we noemen gebonden vorm, dit wil zeggen in gereageerde toestand.
 
Gesteentes waaruit we op economische wijze metalen kunnen vrijmaken noemen we ertsen.
Het vrijmaken van een metaal uit een erts is altijd een chemisch proces. 'Economisch' wil zeggen dat de winning economisch rendabel moet zijn.
Klei bijvoorbeeld bevat ook ijzer en aluminium in gebonden vorm, maar het is te duur om deze metalen uit klei vrij te maken. Klei is daarom geen aluminium- of ijzererts.