Kimikan, metal bat (grezieraz: Metallon) elektroiak galduz ioi positiboak (katioiak) erraz sortzen dituen eta atomoen artean lotura metalikoak dituen elementu kimikoa da. Metalak moldagarriak dira normalean (xafla finetan mailukatuak izan daitezke) edo duktilak (alanbreetan luza daitezke). Metal bat elementu kimiko bat izan daiteke, burdina bezala, aleazio bat altzairu herdoilgaitza bezala edo konposatu molekular bat sufre-nitruro polimerikoa bezala.

Altzairuzko ziriak.

Fisikan, metal bat, oro har, elektrizitatea zero absolutuko tenperaturan gidatzeko gai den edozein substantziatzat hartzen da[1]. Normalean metal gisa sailkatzen ez diren elementu eta konposatu asko metaliko bihurtzen dira presio handien pean. Adibidez, iodoa, metal bat ez dena, presio atmosferikoa baino 40 eta 170 mila aldiz presio handiagoa duen metal bihurtzen da pixkanaka. Era berean, metaltzat hartzen diren material batzuk ez-metal bihur daitezke. Sodioa, adibidez, ez-metal bihurtzen da presio atmosferikoa baino bi milioi aldiz presio txikiagoan.

Kimikan, beste era batera (fisikan) metal hauskor gisa kalifikatuko liratekeen bi elementu – artsenikoa eta antimonioametaloide gisa aitortu ohi dira, kimika dela-eta (batez ere ez-metalikoa artsenikoaren kasuan, eta orekatua metalikotasunaren eta ez-metalikotasunaren artean antimonioaren kasuan). Taula periodikoko 118 elementuetatik 95 inguru metalak dira (edo izan daitezke). Kopurua zehaztugabea da, metalen, ez-metalen eta metaloideen arteko mugak zertxobait aldatzen baitira, inplikatutako kategorien definizio unibertsalik ez dagoelako.

Astrofisikan, "metal" terminoa zabalago erabiltzen da helioa baino pisutsuagoak diren izar baten elementu kimiko guztiei erreferentzia egiteko, eta ez soilik metal tradizionalei. Ildo horretan, nukleosintesiaren bidez izar nukleoetan metatzen diren lehen lau "metalak" karbonoa, nitrogenoa, oxigenoa eta neoia dira, guztiak ere kimikan metalak ez direnak. Izar batek atomo arinagoak fusionatzen ditu, batez ere hidrogenoa eta helioa, bere bizitzan zehar atomo astunagoetan. Alde horretatik, objektu astronomiko baten metalikotasuna elementu kimiko astunenek osatzen duten materiaren proportzioa da[2][3].

Metalak, elementu kimiko gisa, lurrazalaren % 25 dira, eta bizitza modernoaren alderdi askotan agertzen dira. Metal batzuen indarrak eta erresistentziak maiz erabiltzera eraman ditu, adibidez, altuera handiko eraikinak eta zubiak eraikitzean, baita ibilgailu gehienetan, etxetresna elektriko askotan, erremintetan, hodietan eta trenbideetan ere. Metal preziatuak txanpon gisa erabiltzen ziren historikoki, baina aro modernoan, fabrikazio-metalak gutxienez 23 elementu kimikotara hedatu dira.

Uste da metal finduen historia kobrearen erabilerarekin hasten dela duela 11.000 urte inguru. Urrea, zilarra, burdina (burdina meteorikoa bezala), beruna eta letoia ere Kristoren aurreko bosgarren milurtekoan brontzearen lehen agerpen ezaguna baino lehen erabiltzen ziren. Ondorengo garapenek honako hauek hartzen dituzte barne: altzairuzko lehen formen ekoizpena; sodioaren aurkikuntza -lehen metal arina- 1809an; aleazio altzairu modernoen sorrera; eta, Bigarren Mundu Gerraren amaieratik, forma sofistikatuagoen garapena.

EzaugarriakAldatu

Forma eta egituraAldatu

 
Galio kristalak.
 
Metalezko hagaxka bat, berotan landutako botoi-zulo batekin. Beroko lanak metalaren gaitasuna aprobetxatzen du plastikoki deformatzeko.

Metalak distiratsuak dira prestatu, leundu edo hautsia berriak direnean, behintzat. Mikrometro lodi gutxi batzuk baino gehiagoko metalezko xaflek opakoak dirudite, baina urrezko ogiak argi berdea transmititzen du.

Metalen egoera solidoak edo likidoak, neurri handi batean, zerikusia duten atomo metalikoek beren elektroiak kanpoko geruzatik erraz galtzeko duten gaitasunean du jatorria. Oro har, atomo baten kanpoko geruzako elektroiak atxikitzen dituzten indarrak ahulagoak dira metal solido edo likidoaren atomoen arteko interakzioetatik sortzen diren elektroi berekiko erakarpen-indarrak baino. Inplikatutako elektroiak deslokalizatu egiten dira, eta metal baten egitura atomikoa elektroi laino mugikor samarretan txertatutako atomo-bilduma gisa ikus daiteke. Interakzio mota horri lotura metalikoa esaten zaio[4]. Oinarrizko metalen lotura metalikoen indarra gehienera iristen da trantsizioko metalen seriearen erdigunearen inguruan, elementu horiek elektroi deslokalizatuen kopuru handia baitute.

Oinarrizko metal gehienek ez-metal gehienek baino dentsitate handiagoak dituzten arren, dentsitateen artean aldakortasun handia dago. Litioa da dentsitate txikiena duena (0,534 g/cm3) eta osmioa dentsitate handiena duena (22,59 g/cm3). Magnesioa, aluminioa eta titanioa garrantzi komertzial handiko metal arinak dira. Euren 1,7, 2,7 eta 4,5 g/cm3-ko dentsitateak egiturazko metal zaharrenekin aldera daitezke, hala nola burdinarekin (7,9 g/cm3) eta kobrearekin (8,9 g/cm3). Beraz, burdinazko bola batek bolumen bereko hiru aluminio-bola pisatuko lituzke.

Metalak malguak eta duktilak izan ohi dira, eta bereizi gabe deformatzen dira tentsiopean. Lotura metalikoen izaera ez-norabidezkoak nabarmen laguntzen du solido metaliko gehienen duktibilitatean. Aitzitik, konposatu ioniko batean, hala nola mahaiko gatzean, lotura ioniko baten planoak elkarren ondoan lerratzen direnean, ondoriozko kokapen-aldaketak karga bereko ioiak hurbiltasunera eramaten ditu, eta horrek kristala apurtzea eragiten du. Desplazamendu hori ez da ikusten lotura kobalentea duen kristal batean, diamantean adibidez, kristala hautsi eta zatitu egiten baita[5]. Metalen deformazio elastiko itzulgarria leheneratze-indarrentzako Hookeren legearen bidez deskriba daiteke, non tentsioa linealki deformazioarekiko proportzionala den.

Beroak edo metal baten muga elastikoak baino indar handiagoek deformazio iraunkorra (atzeraezina) eragin dezakete, deformazio plastikoa edo plastikotasuna esaten zaiona. Aplikatutako indar bat trakziokoa, konpresiokoa, zizailatzekoa, tolestekoa edo bihurdurakoa izan daiteke. Tenperatura-aldaketa batek metalaren egitura-akatsen mugimenduan edo desplazamenduan eragin dezake, hala nola ale-mugetan, huts puntualetan, lerro- eta torloju-dislokazioetan, pilaketa-failetan eta makletan, hala metal kristalinoetan nola ez-kristalinoetan. Metalaren barne-lerradurak, jarioa eta metal-nekea gerta daitezke.

Substantzia metalikoen atomoak hiru egitura kristalino ohikoenetako batean egon ohi dira, hau da, gorputzean zentratutako kubikoa (gzk), aurpegian zentratutako kubikoa (azk) eta hexagonal itxia (hi). Gzk-an, atomo bakoitza beste zortzi atomoz inguratutako kubo baten erdian dago. Azk eta hi motetan, atomo bakoitza beste hamabi atomoz inguratuta dago, baina geruzen pilaketa desberdina da. Metal batzuek egitura desberdinak hartzen dituzte tenperaturaren arabera.

Kristal egitura bakoitzaren gela unitatea kristalaren simetria globala duen atomo multzorik txikiena da, eta bertatik abiatuta kristal sare osoa eraiki daiteke hiru dimentsiotan errepikatuz. Aurrez erakutsitako gorputzean zentratutako egitura kristalino kubikoaren kasuan, gelaxka unitarioa erdiko atomoak eta izkinetako zortzi atomoetako bat-zortzik osatzen dute.

Elektrikoak eta termikoakAldatu

KimikoakAldatu

MetalakAldatu

Metal alkalinoakAldatu

Metal lurralkalinoakAldatu

Trantsizio-metalakAldatu

Metal txiroAldatu

NahasturakAldatu

Sakontzeko, irakurri: «Aleazio»

Metalen nahasturek aleazioak eratzen dituzte, hala nola, altzairua (karbono-burdina), kobre nahasturak (brontzea, letoia), amalgamak (zilarbizi nahasturak)...

ErreferentziakAldatu

  1. Yonezawa, F.. (2017). Physics of metal-nonmetal transitions. ISBN 978-1-61499-787-0. PMC 1012400098. (Noiz kontsultatua: 2022-06-08).
  2. «John C. Martin's Homepage - What we learn from a star's metal content» sites.google.com (Noiz kontsultatua: 2022-06-08).
  3. (Ingelesez) Martin, John C.; Morrison, Heather L.. (1998-10). «A New Analysis of RR Lyrae Kinematics in the Solar Neighborhood» The Astronomical Journal 116 (4): 1724–1735. doi:10.1086/300568. ISSN 0004-6256. (Noiz kontsultatua: 2022-06-08).
  4. Mortimer, Charles E.. (1983). Chemistry. (5th ed. argitaraldia) Wadsworth Pub. Co ISBN 0-534-01184-5. PMC 8552913. (Noiz kontsultatua: 2022-06-08).
  5. «Ductility Review - Strength Mechanics of Materials» www.engineersedge.com (Noiz kontsultatua: 2022-06-08).

Kanpo estekakAldatu