Metaal

De manieren waarop metalen gelijk zijn (eigenschappen van metalen)

De meeste metalen zijn hard, glanzend, ze voelen zwaar aan en ze smelten alleen als ze bij zeer hoge temperaturen worden verhit. Metalen klompen maken een bel-achtig geluid als er iets zwaars tegenaan wordt geslagen (ze zijn sonoor). Warmte en elektriciteit kunnen gemakkelijk door een metaal gaan (het is geleidend). Een klomp metaal kan tot een dunne plaat worden geslagen (het is kneedbaar) of kan tot dunne draden worden getrokken (het is buigzaam). Metaal is moeilijk uit elkaar te trekken (het heeft een hoge treksterkte) of kapot te slaan (het heeft een hoge druksterkte). Als je op een lang, dun stuk metaal duwt, zal het buigen, niet breken (het is elastisch). Met uitzondering van cesium, koper en goud, hebben metalen een neutrale, zilverachtige kleur.

Niet alle metalen hebben deze eigenschappen. Kwik, bijvoorbeeld, is vloeibaar bij kamertemperatuur, lood is zeer zacht, en warmte en elektriciteit gaan niet zo goed door ijzer als door koper.

Gebruik van metalen

Metalen zijn zeer nuttig voor de mens. Ze worden gebruikt om gereedschap te maken omdat ze sterk en gemakkelijk te vormen zijn. IJzer en staal zijn gebruikt om bruggen, gebouwen of schepen te maken.

Sommige metalen worden gebruikt om voorwerpen zoals munten te maken omdat ze hard zijn en niet snel slijten. Bijvoorbeeld koper (glanzend en rood van kleur), aluminium (glanzend en wit), goud (geel en glanzend), en zilver en nikkel (ook wit en glanzend).

Sommige metalen, zoals staal, kunnen scherp worden gemaakt en scherp blijven, zodat ze kunnen worden gebruikt om messen, bijlen of scheermessen te maken.

Zeldzame metalen met een hoge waarde, zoals goud, zilver en platina, worden vaak gebruikt om juwelen te maken. Metalen worden ook gebruikt om bevestigingsmiddelen en schroeven te maken. Potten om in te koken kunnen worden gemaakt van koper, aluminium, staal of ijzer. Lood is zeer zwaar en dicht en kan worden gebruikt als ballast in boten om te voorkomen dat ze omslaan, of om mensen te beschermen tegen ioniserende straling.

Een brug in Rusland gemaakt van metaal, waarschijnlijk ijzer of staal.

Legeringen van metalen

Veel dingen die van metalen zijn gemaakt, kunnen in feite bestaan uit mengsels van ten minste één metaal met hetzij andere metalen, hetzij met niet-metalen. Deze mengsels worden legeringen genoemd. Enkele veel voorkomende legeringen zijn:

• Staal (ijzer en koolstof) (koolstof is een niet-metaal)
• Messing (koper en zink)
• Brons (koper en tin)
• Duralumin (aluminium en koper)
• Gunmetal (koper, tin en zink)

De mensen begonnen meer dan 9000 jaar geleden voor het eerst dingen van metaal te maken, toen zij ontdekten hoe zij koper uit zijn []erts konden halen. Daarna leerden ze hoe ze een hardere legering konden maken, brons, door tin aan het koper toe te voegen. Ongeveer 3000 jaar geleden ontdekten zij ijzer. Door kleine hoeveelheden koolstof aan ijzer toe te voegen, ontdekten zij dat zij een bijzonder nuttige legering konden maken - staal.

Metalen in de chemie

In de scheikunde is metaal een woord voor een groep van chemische elementen die bepaalde eigenschappen hebben. De atomen van een metaal kunnen gemakkelijk een elektron verliezen en positieve ionen, of kationen, worden. Op die manier zijn metalen niet zoals de andere twee soorten elementen - de niet-metalen en de metalloïden. De meeste elementen op het periodiek systeem zijn metalen.

Op het periodiek systeem kunnen we een zigzaglijn trekken van het element boor (symbool B) naar het element polonium (symbool Po). De elementen waar deze lijn doorheen loopt zijn de metalloïden. De elementen die zich boven en rechts van deze lijn bevinden zijn de niet-metalen. De rest van de elementen zijn de metalen.

De meeste eigenschappen van metalen zijn te danken aan het feit dat de atomen in het metaal hun elektronen niet erg stevig vasthouden. Elk atoom is van de andere gescheiden door een dunne laag valentie-elektronen.

Sommige metalen zijn echter anders. Een voorbeeld is het metaal natrium. Het is zacht, smelt bij een lage temperatuur, en is zo licht dat het op water drijft. Mensen moeten dit echter niet proberen, want een andere eigenschap van natrium is dat het ontploft als het in contact komt met water.

De meeste metalen zijn chemisch stabiel, en reageren niet gemakkelijk, maar sommige reageren wel. De reactieve metalen zijn de alkalimetalen, zoals natrium (symbool Na) en de aardalkalimetalen, zoals calcium (symbool Ca). Als metalen reageren, reageren ze vaak met zuurstof. De oxiden van metalen zijn basisch. De oxiden van niet-metalen zijn zuur.

Verbindingen, waarbij metaalatomen gecombineerd worden met andere atomen om moleculen te maken, zijn waarschijnlijk de meest voorkomende stoffen op aarde. Gewoon zout is bijvoorbeeld een verbinding van natrium.

Metalen in de geschiedenis

Men zegt dat het gebruik van metalen de mens onderscheidt van de dieren. Voordat ze metalen gebruikten, maakten de mensen gereedschap van stenen, hout en dierenbeenderen. Dit wordt nu het Stenen Tijdperk genoemd.

Niemand weet wanneer het eerste metaal werd gevonden en gebruikt. Waarschijnlijk was het zogeheten inheems koper, dat soms in grote brokken op de grond wordt gevonden. De mensen leerden er koperen gereedschap en andere dingen van te maken, hoewel het, voor een metaal, vrij zacht is. Zij leerden koper smelten om koper te winnen uit gewone ertsen. Wanneer koper boven vuur werd gesmolten, leerden de mensen hoe ze een legering konden maken die brons werd genoemd en die veel harder en sterker is dan koper. Mensen maakten messen en wapens van brons. Deze periode in de geschiedenis van de mensheid, na ongeveer 3300 v. Chr. wordt vaak de Bronstijd genoemd, dat wil zeggen, de tijd van bronzen werktuigen en wapens.

Rond het jaar 1200 v.C. leerden sommige mensen ijzeren werktuigen en wapens maken. Deze waren nog harder en sterker dan brons en dit was een voordeel in de oorlog. De tijd van ijzeren werktuigen en wapens wordt nu de IJzertijd genoemd. Metalen zijn zeer belangrijk geweest in de menselijke geschiedenis en beschaving. IJzer en staal waren belangrijk bij het maken van machines. Goud en zilver werden gebruikt als geld om mensen in staat te stellen handel te drijven, d.w.z. goederen en diensten over lange afstanden uit te wisselen.

Een klomp zuiver koper, gevonden als inheems koper

Metalen in de astronomie

In de astronomie is een metaal elk ander element dan waterstof of helium. Dat komt omdat deze twee elementen (en soms lithium) de enige zijn die buiten sterren worden gevormd. Aan de hemel kan een spectrometer de tekenen van metalen zien en de astronoom laten zien welke metalen zich in een ster bevinden.

Verwante pagina's

• Metallurgie
• Geld
• Mijnbouw
• Goudkoorts
• Geschiedenis