Среди известных в наше время 111 элементов периодической таблицы большая часть (более 80) - металлы. Они делятся на две большие группы: Fе и сплавы на его основе (сталь, чугун) называются черными металлами, а остальные (АИ, Мg, С ^ Ni, W, Zn, Мо, А ^ Аg, Ри и др..) И их сплавы - цветные металлы. Кроме того, различают еще:
- Легкие ^ g, Ве, А1, Те) имеют низкую плотность;
- Легкоплавкие (Sn, Zn, РЬ) имеют температуры плавления 195 ° С, 232 ° С, 327 ° С, соответственно;
- Тугоплавкие (W, Nb, Та) Т пл. > 1000 ° С;
- Благородные ^ g, А ^ Ри) с высокой коррозионной стойкостью;
- Урановые (актинидов)
- Редкоземельные (лантаноиды) и др..
Все эти металлы, будучи конструкционными материалами, в той или иной степени применяются в энергетике, электротехнике, радиоэлектронной промышленности, строительстве и других отраслях. И трудно представить современную жизнь без использования металлов.
Металлы - это при обычных условиях твердые тела (кроме ртути) с координационным структурой. Химическая связь в них имеет свои особенности и описывается с позиции зонной теории. Однако ей предшествовала модель свободных электронов. Согласно ей валентные электроны, то есть те, которые находятся на внешней оболочке атома (они имеют наибольшую энергию) и могут легко вступать во взаимодействие в металлических кристаллах, обобщаются. При этом образуется ионный остов из катионов, помещен в так называемый "электронный газ". Энергия сцепленных частиц в рамках этой модели определяется преобладанием энергии кулоновского взаимодействия между катионами и электронами, энергией отталкивания электронов за счет кинетической энергии и катионов за счет ионной взаимодействия, причем последний взнос невелик.
Таким образом, устойчивость металла представляет собой ионно-электронную систему, определяется электрическим взаимодействием между положительно заряженными ионами и коллективизированных электронов. Такое взаимодействие между ионным скелетом и электронным газом называется металлической связью.
Энергия металлической связи - это энергия, которую необходимо затратить, чтобы разъединить металлический кристалл на его составные элементы - атомы или ионы. Все металлы - тела поликристаллические и атомы (ионы) в них расположены строго закономерно с образованием пространственной кристаллической решетки. Кристаллические решетки металлов могут быть различных типов, но наиболее часто встречаются.