20.01.2015

Из 103 элементов Периодической системы 22 неметаллы, которые по своим химическим и физическим свойствам очень различны и едва ли их можно сравнить, в то время как металлы между собой имеют много сходства. Это можно объяснить тем, что главные оболочки таких элементов, расположенные снаружи, занимаются электронами раньше, чем все квантовые состояния были заняты в оболочках, расположенных внутри. Этот принцип можно наглядно показать на примере конфигурации электронов элементов от калия до меди.
Энергетически этот факт можно объяснить тем, что орбиты электронов могут приобретать форму очень плоских эллипсов. Подобным образом занимаются главное квантовое и орбитальное квантовое состояния второй и третьей групп переходных элементов. Таким образом получается, что преобладающее число этих элементов обладает относительно небольшим числом внешних электронов. Эта не полностью занятая внешняя электронная орбита ведет к тому, что электроны относительно легко отдаются и этим обусловливают электропроводимость в металлическом кристалле. К общим свойствам всех металлов (отдельные из которых могут проявляться и у неметаллов) относятся:
электронная проводимость (проводники 1-го класса), т.е. токопроводность без изменения материала. Проводимость возрастает с понижением температуры. В противоположность этому можно рассмотреть ионные проводники (проводники 2-го класса), у которых с прохождением тока появляются изменения материала (электролиты). Их проводимость снижается со снижением температуры;
высокая теплопроводность;
высокая пластическая деформируемость вследствие особенности металлической связи;
непрозрачность и отражательная способность для света;
в некоторых случаях ферромагнетизм.
Металл может характеризоваться в физике металлов также с помощью определенной поверхности Ферми.
Для технического применения важными являются примерно 25 металлов, которые можно подразделить на:
легкие металлы (удельный вес <4,5 r/см3), например Al, Mg, Ti, Be;
легкоплавкие тяжелые металлы (температура плавления <900 °C) Sn, Pb, Zn, Cd, Hg;
тугоплавкие тяжелые металлы Fe, Ni, Cr, Co, Cu, Zr, Ag, Au, Pt, Pd; сверхтугоплавкие тяжелые металлы (температура плавления ≥2500 °C) W, Ta, Mo.