Металлы и неметаллы: ключевые различия

Металлы и неметаллы — это фундаментальные материалы, широко используемые человечеством. Без них современная цивилизация была бы невозможна. Они представляют собой различные группы элементов в периодической таблице, поэтому их четкое различение имеет важное значение.

Что такое металлы?

Металлы — это материалы, обладающие металлическим блеском на свежем срез или после полировки. Они хорошо проводят электричество и тепло. Как правило, металлы ковки (их можно выкатывать в тонкие листы) и вязки (из них можно тянуть проволоку). Металлами могут быть как химические элементы (например, железо, нержавеющая сталь), так и молекулярные соединения (полимерный нитрид серы).

Подавляющее большинство элементов периодической таблицы — металлы. К ним относятся щелочные металлы, переходные металлы, лантаноиды, актиноиды и щелочноземельные металлы. В периодической таблице они отделены от неметаллов зигзагообразной линией, проходящей через углерод, фосфор, селен, йод и заканчивающейся радоном. Элементы справа от этой линии — неметаллы, а элементы непосредственно слева — полуметаллы (металлоиды), обладающие свойствами и металлов, и неметаллов.

В физике металлы определяются как вещества, способные проводить электрический ток при абсолютном нуле. Многие элементы и соединения, обычно не считающиеся металлами, становятся таковыми под высоким давлением. Например, неметалл йод постепенно приобретает металлические свойства при давлении 40 000–170 000 атмосфер. Обратный процесс также возможен: натрий при давлении менее 2 миллионов атмосфер перестает быть металлом.

Классификация металлов

Металлы делятся на две основные группы: черные и цветные.

Черные металлы

Черные металлы содержат в основном железо с небольшими примесями других элементов. Они подвержены коррозии (ржавлению) во влажной среде и обладают ферромагнитными свойствами. Примеры: конструкционные стали, чугун, сталь.

Цветные металлы

Цветные металлы не содержат железа. Они не магнитизируются и не ржавеют. К ним относятся медь, цинк, олово, алюминий, титан и многие другие.

Другие примеры металлов:

• Золото
• Серебро
• Железо
• Медь
• Никель
• Алюминий
• Ртуть (жидкий металл)
• Титан
• Радий
• Калифорний

Свойства металлов

Физические свойства

• Металлический блеск
• Вязкость (способность тянуться в проволоку)
• Непрозрачность
• Высокая тепло- и электропроводность
• Ковкость (способность деформироваться под ударами без разрушения)
• Твердое состояние при комнатной температуре (кроме ртути)
• Высокая плотность и температура плавления

Химические свойства

• Низкая электроотрицательность
• Склонность к коррозии
• Хорошие восстановители
• Способность терять электроны
• Образуют основные оксиды

Что такое неметаллы?

Неметаллы — химические элементы, не обладающие металлическими свойствами. Они занимают правый верхний угол периодической таблицы, хотя их немного. К неметаллам относятся сера, углерод, галогены, фосфор, водород, кислород, селен, азот и инертные газы.

В отличие от металлов, неметаллы не блестят, не ковки, не вязки и плохо проводят электричество. Их физические и химические свойства более разнообразны, чем у металлов. Некоторые неметаллы тверды при комнатной температуре, другие — газообразны. Галогены и инертные газы также относятся к неметаллам.

Свойства неметаллов

Физические свойства

• Невязкие
• Плохие проводники тепла и электричества
• Хрупкие в твердом состоянии
• Прозрачные (многие)
• Могут быть твердыми, жидкими или газообразными при комнатной температуре
• Не звучат при ударе (не звячны)

Химические свойства

• Легко принимают или отдают валентные электроны
• Сильные окислители
• Высокая электроотрицательность
• На внешней электронной оболочке обычно 4–8 электронов
• Образуют кислотные оксиды при взаимодействии с кислородом

Примеры неметаллов:

• Алмаз
• Сера
• Графит
• Углерод
• Йод
• Бром (жидкий неметалл)
• Фосфор
• Кремний
• Бор

Ключевые различия между металлами и неметаллами

Металлы	Неметаллы
Твердые при комнатной температуре (кроме ртути)	Существуют во всех трех агрегатных состояниях
Очень твердые (кроме натрия)	Мягкие (кроме алмаза)
Ковки и вязки	Хрупкие, легко крошатся
Блестящие	Матовые (кроме йода)
Электропозитивные	Электроотрицательные
Высокая плотность	Низкая плотность

Заключение

Металлы и неметаллы — материалы, делающие человеческую жизнь комфортной. В этой статье мы рассмотрели определения, классификацию (черные и цветные металлы), физические и химические свойства, а также главные различия между этими двумя группами элементов.