Helyük a periódusos rendszerben Felhasználásuk Közös tulajdonságaik Kivételek Szabadon mozgó elektronfelhő Fémes kötés

Megmunkálhatóak Jól vezetik a hőt és az elektromos áramot. Ötvözetek Könnyűfémek és nehézfémek

Helyük a periódusos rendszerben

Felhasználásuk A régészek a megtalált leletek jellemző anyagai alapján az ókort rézkorra, bronzkorra és vaskorra tagolják. A fémek ércekből való előállítása és más fémekkel való ötvözése már Kr. e körül megkezdődött. Szerszámok, edények, gépek, járművek készültek fémekből, és készülnek a mai napig.

Közös tulajdonságaik Az elemek több mint háromnegyede fém. Nagy részük ránézésre meg sem különböztethető egymástól. Többnyire szürke, gyakran csillogó felületű, az elektromos áramot és a hőt jól vezető, formázható (megmunkálható) szilárd anyagok.

Kivételek A higany folyékony halmazállapotával, a réz és az arany pedig vörös, illetve sárga színével tűnik ki a sok hasonló fém közül.

A hasonló fizikai tulajdonságok magyarázata a fémek hasonló kristályszerkezetében keresendő.

Szabadon mozgó elektronfelhő A fématomok külső elektronhéján kevés, lazán kötött elektron van. Ezek az atomokról könnyen leszakadnak, és a rács minden atomjára kiterjedő, szabadon mozgó elektronfelhőt hoznak létre.

Fémes kötés Fémrácsukban az atomokat elsőrendű kémiai kötés, a fémes kötés tartja össze. A fémes kötés a fématomok külső elektronjaiból képződő, szabadon mozgó elektronfelhő és az atomtörzsek közötti kapcsolat.

Felbontása, azaz a fématomok egymástól való elszakítása energiaigényes folyamat, amely csak a fém megolvasztásával, majd az olvadék elpárologtatásával érhető el.

Megmunkálhatóak Míg az atomrácsos kristályok mechanikai hatásokra törnek, a fémek közös jellemzője, hogy könnyebben (Au, Cu, Al) vagy nehezebben (Fe, Zn), de megmunkálhatóak.

A fém megmunkálása során a fémes kötés és a fémrács megmarad.

Megmunkálhatóak A fém alakjának megváltoztatása során a fémrács rétegei elcsúsznak egymáson, de a fémes kötés nem szakad fel. A fémrács eredeti szerkezete sem változik meg, a fématomok ugyanolyan szomszédok közé kerülnek, mint amilyenek eredetileg körülvették azokat.

Jól vezetik a hőt és az elektromos áramot. Feszültség hatására a teljes fémrácsra kiterjedő elektronfelhő mozgása rendezetté válik, ezáltal biztosítja az elektromos áram vezetését.

Ötvözetek A fémeket a közismert oldószerek (pl. víz, benzin) nem oldják. Feloldhatók azonban más fémek olvadékában, ekkor ötvözetek keletkeznek. Réz és ón ötvözésével állították elő elődeink a bronzot, így keményebb és időt állóbb anyagot kaptak.

Ötvözetek

Könnyűfémek és nehézfémek Felhasználhatóságuk szempontjából fontos tulajdonság a fémek sűrűsége. Ennek alapján két csoportot különböztetünk meg. A könnyűfémek sűrűsége 5 g/cm 3 - nél kisebb, a nehézfémeké ennél nagyobb.

Fémrács típusok

a) lapközepes köbös fémrács pl. Ag, Al, Cu, Ni, Fe,Pb b) térben középpontos köbös fémrács pl. Cr, Fe, W Mo, V c) hatszöges (hexagonális) fémrács pl. Mg, Zn, Ti