Металл

Основной источник статьи: Большая российская энциклопедия

МЕТА́ЛЛЫ ─ вещества, состоящие из атомов, легко отдающих электроны в процессе химических реакций, и обладающие характерными свойствами – высокими электро- и теплопроводностью, пластичностью, положительным температурным коэффициентом электрического сопротивления, способностью хорошо отражать свет и т. д.

Металлы как вещества

К металлам относятся как собственно металлы (простые вещества), так и их сплавы и интерметаллические соединения (интерметаллиды), которые от обычных металлов отличаются более сложной кристаллической структурой. В металлическом состоянии могут находиться сильно легированные полупроводники, а также вещества, состоящие из атомов неметаллов, напр. полимерный кристалл (SN)_x. Металлическими свойствами обладают также некоторые химические соединения (например, кристаллы оксидов типа MoO₂, WO₂, халькогенидов NbSe₂, TaS₂), кристаллы, содержащие органические комплексы (см. Органические проводники), многокомпонентные материалы со структурой перовскита (например, YBa₂Cu₃O₇) или со слоистой структурой (например, Bi₂Sr₂CaCu₂O₈), являющиеся высокотемпературными сверхпроводниками.

В природе металлы существуют в составе химических соединений – оксидов, сульфидов и др., образующих руды; золото, серебро, платина, медь и др. встречаются также в самородном состоянии.

В обычных условиях металлы – твёрдые тела, имеющие кристаллическое строение (в парообразном состоянии – в основном одноатомные газы). Температуры плавления металлов выше 300 К (кроме ртути, её температура плавления –38,83 °C). Максимальную температуру плавления имеет вольфрам (около 3420 °C). При плавлении металлы сохраняют металлические свойства (см. Жидкие металлы). Искусственно созданы аморфные твёрдые металлы (см. Аморфные металлы, Стекло металлическое).

Большинство простых металлов кристаллизуется в объёмноцентрированной кубической, гранецентрированной кубической и гексагональной плотноупакованной решётках (см. Металлические кристаллы). Среди других решёток – тетрагональная с 1–2 атомами в элементарной ячейке (напр., индий). Лишь небольшое число металлов имеют более сложное строение, например низкотемпературная модификация марганца, в элементарной ячейке которого 58 атомов. Многие металлы в зависимости от температуры и давления могут существовать в различных кристаллических модификациях. Некоторые вещества в зависимости от кристаллической структуры могут быть металлами, диэлектриками, полупроводниками или полуметаллами, например олово (белое олово с тетрагональной структурой – металл, серое олово с кубической структурой алмаза – полупроводник), углерод (графит – полуметалл, алмаз – диэлектрик) (см. Полиморфизм).

Металлы и сплавы обычно состоят из большого числа мелких кристаллов (зёрен), неразличимых невооружённым глазом. Зёрна могут иметь округлую или вытянутую форму, быть крупными или мелкими и располагаться относительно друг друга в определённом порядке или случайно. Форма, размер и взаимное расположение, а также ориентировка зёрен зависят от условий их образования.