Certains éléments chimiques sont appelés métaux. La plupart des éléments du tableau périodique sont des métaux. Ces éléments présentent généralement les caractéristiques suivantes :
- Ils peuvent conduire l’électricité et la chaleur.[1]
- Ils peuvent être façonnés facilement.
- Ils ont un aspect brillant.
- Ils ont un point de fusion élevé.
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La plupart des métaux sont solides à température ambiante, mais ce n’est pas obligatoire. Le mercure est liquide. Les alliages sont des mélanges dont au moins une partie est un métal. Des exemples de métaux sont l’aluminium, le cuivre, le fer, l’étain, l’or, le plomb, l’argent, le titane, l’uranium et le zinc. Les alliages bien connus comprennent le bronze et l’acier.
L’étude des métaux s’appelle la métallurgie.
La plupart des métaux sont durs, brillants, lourds au toucher et ne fondent que lorsqu’ils sont chauffés à des températures très élevées. Les morceaux de métal émettent un son semblable à celui d’une cloche lorsqu’ils sont frappés par quelque chose de lourd (ils sont sonores). La chaleur et l’électricité peuvent facilement traverser un métal (il est conducteur). Un morceau de métal peut être forgé en une fine feuille (il est malléable) ou peut être tiré en fils minces (il est ductile). Le métal est difficile à démonter (il a une résistance élevée à la traction) ou à se briser (il a une résistance élevée à la compression). Si vous appuyez sur un morceau de métal long et fin, il se pliera et ne se cassera pas (il est élastique). À l’exception du césium, du cuivre et de l’or, les métaux ont une couleur neutre et argentée.
Tous les métaux n’ont pas ces propriétés. Le mercure, par exemple, est liquide à température ambiante, le plomb est très mou et la chaleur et l’électricité ne traversent pas le fer aussi bien que le cuivre.
Les métaux sont très utiles aux gens. Ils sont utilisés pour fabriquer des outils car ils peuvent être solides et faciles à façonner. Le fer et l’acier ont été utilisés pour fabriquer des ponts, des bâtiments ou des navires.
Certains métaux sont utilisés pour fabriquer des objets comme des pièces de monnaie, car ils sont durs et ne s’usent pas rapidement. Par exemple, le cuivre (qui est brillant et de couleur rouge), l’aluminium (qui est brillant et blanc), l’or (qui est jaune et brillant) et l’argent et le nickel (également blanc et brillant).
Certains métaux, comme l’acier, peuvent être rendus tranchants et rester tranchants, ils peuvent donc être utilisés pour fabriquer des couteaux, des haches ou des rasoirs.
Les métaux rares de grande valeur, comme l’or, l’argent et le platine, sont souvent utilisés pour fabriquer des bijoux. Les métaux sont également utilisés pour fabriquer des fixations et des vis. Les casseroles utilisées pour cuisiner peuvent être en cuivre, en aluminium, en acier ou en fer. Le plomb est très lourd et dense et peut être utilisé comme lest dans les bateaux pour les empêcher de se retourner ou pour protéger les personnes des rayonnements ionisants. Certains métaux (comme le Sodium, l’Argent, etc.) sont même utilisés pour fabriquer des amalgames.
De nombreux objets métalliques peuvent en fait être constitués de mélanges d’au moins un métal avec d’autres métaux ou avec des non-métaux. Ces mélanges sont appelés alliages. Certains alliages courants sont :
Les gens ont commencé à fabriquer des objets à partir de métal il y a plus de 9 000 ans, lorsqu’ils ont découvert comment extraire le cuivre de son minerai. Ils apprirent ensuite à fabriquer un alliage plus dur, le bronze, en ajoutant de l’étain au cuivre. Il y a environ 3 000 ans, ils découvrirent le fer. En ajoutant de petites quantités de carbone au fer, ils ont découvert qu’ils pouvaient fabriquer un alliage particulièrement utile : l’acier.
En chimie métallique et physique, métal est un mot désignant un groupe d’éléments chimiques possédant certaines propriétés. Il est facile pour les atomes d’un métal de perdre un électron et de devenir des ions positifs, ou cations. De cette manière, les métaux ne sont pas comme les deux autres types d’éléments : les non-métaux et les métalloïdes. La plupart des éléments du tableau périodique sont des métaux.
Sur le tableau périodique, on peut tracer une ligne en zigzag depuis l’élément bore (symbole B) jusqu’à l’élément polonium (symbole Po). Les éléments traversés par cette ligne sont les métalloïdes. Les éléments qui se trouvent au-dessus et à droite de cette ligne sont les non-métaux. Le reste des éléments sont les métaux.
La plupart des propriétés des métaux sont dues au fait que les atomes du métal ne retiennent pas très étroitement leurs électrons. Chaque atome est séparé des autres par une fine couche d’électrons de valence.
Toutefois, certains métaux sont différents. Un exemple est le sodium métallique. Il est doux, fond à basse température et est si léger qu’il flotte sur l’eau. Mais les gens ne devraient pas essayer cela, car une autre propriété du sodium est qu’il explose au contact de l’eau.
La plupart des métaux sont chimiquement stables et ne réagissent pas facilement, mais certains le font. Les métaux réactifs sont les métaux alcalins comme le sodium (symbole Na) et les métaux alcalino-terreux comme le calcium (symbole Ca). Lorsque les métaux réagissent, ils réagissent souvent avec l’oxygène. Les oxydes de métaux sont basiques. Les oxydes de non-métaux sont acides.
Les composés, qui contiennent des atomes métalliques combinés avec d’autres atomes pour former des molécules, sont probablement les substances les plus courantes sur Terre. Par exemple, le sel ordinaire est un composé de sodium.
On dit que l’utilisation de métaux est l’une des choses qui différencient les humains des animaux. Avant d’utiliser les métaux, les gens fabriquaient des outils à partir de pierres, de bois et d’os d’animaux. C’est ce qu’on appelle aujourd’hui l’âge de pierre.
Personne ne sait quand le premier métal a été trouvé et utilisé. Il s’agissait probablement de ce qu’on appelle du cuivre natif, que l’on retrouve parfois en gros morceaux sur le sol. Les gens ont appris à en faire des outils en cuivre et d’autres objets, même si, pour un métal, il est assez mou. Ils ont appris à fondre pour obtenir du cuivre à partir de minerais communs. Lorsque le cuivre était fondu au feu, les gens ont appris à fabriquer un alliage appelé bronze, qui est beaucoup plus dur et plus résistant que le cuivre. Les gens fabriquaient des couteaux et des armes en bronze. Cette fois dans l’histoire de l’humanité, après environ 3300 La Colombie-Britannique est souvent appelée l’âge du bronze, c’est-à-dire l’époque des outils et des armes en bronze.
Vers l’an 1200 J.-C., certaines personnes ont appris à fabriquer des outils et des armes en fer. Ceux-ci étaient encore plus durs et plus résistants que le bronze, ce qui constituait un avantage en temps de guerre. L’époque des outils et des armes en fer est désormais appelée l’âge du fer. Les métaux ont joué un rôle très important dans l’histoire et la civilisation de l’humanité. Le fer et l’acier étaient importants dans la fabrication des machines. L’or et l’argent étaient utilisés comme monnaie afin de permettre aux gens de faire du commerce, c’est-à-dire d’échanger des biens et des services sur de longues distances.
En astronomie, un métal est tout élément autre que l’hydrogène ou l’hélium. En effet, ces deux éléments (et parfois le lithium) sont les seuls à former des étoiles extérieures. Dans le ciel, un spectromètre peut voir les signes des métaux et montrer à l’astronome les métaux présents dans une étoile.
Chez l’homme, certains métaux sont des nutriments essentiels comme le fer, le cobalt et le zinc. Certains métaux peuvent être inoffensifs comme le ruthénium, l’argent et l’indium. Certains métaux peuvent être toxiques en grande quantité. D’autres métaux comme le cadmium, le mercure et le plomb sont très toxiques. Les sources d’empoisonnement aux métaux comprennent l’exploitation minière, les résidus, les déchets industriels, le ruissellement agricole, l’exposition professionnelle, les peintures et le bois traité.
