Metale si nemetale: proprietati fizice si chimice

Metalele si nemetalele sunt doua categorii fundamentale ale elementelor chimice, cu proprietati fizice si chimice distincte. In clasa a 5-a, invatam sa le observam dupa aspectul si comportamentul lor. Proprietatile fizice ale metalelor includ: luciu metalic (stralucesc), maleabilitate (pot fi batute in foi subtiri, precum aurul pentru foita), ductilitate (pot fi trase in fire subtiri, cum este cuprul pentru cabluri), conductivitate electrica si termica ridicata (de aceea vasele de gatit sunt din aluminiu sau otel), densitate mare (de obicei sunt grele) si puncte de topire inalte (fierul se topeste la 1538°C).

Exceptie face mercurul, care este lichid la temperatura camerei. Nemetalele, in schimb, au proprietati fizice opuse: nu au luciu (sau au un luciu sticlos, cum e sulful), sunt casante (se sparg usor, precum carbonul sub forma de carbune), sunt proaste conductoare electrice si termice (cu exceptia grafitului, o forma a carbonului, care conduce curentul), au densitati mici si puncte de topire scazute (iodul se sublimeaza la 113°C). Chimic, metalele tind sa cedeze electroni, formand ioni pozitivi (cationi) si reactioneaza cu oxigenul (ruginirea fierului), cu acizii (fierul reactioneaza cu acidul clorhidric producand hidrogen) si cu nemetalele (de exemplu, sodiu + clor = sare de bucatarie).

Nemetalele, dimpotriva, accepta electroni, formand ioni negativi (anioni) si reactioneaza cu metalele sau intre ele (de exemplu, carbonul arde formand dioxid de carbon). Un experiment clasic: turnati o moneda de cupru in otet (acid acetic) si veti observa o patina verde – acesta este un exemplu de reactie chimica a unui metal cu un acid slab. Intelegerea acestor diferente ne ajuta sa clasificam elementele si sa prezicem comportamentul lor in diverse situatii, de la constructii (fier, otel) la electronica (cupru, siliciu) si medicamente (iod, sulf).

Exemple

• Exemplu 1: Fierul (metal) – proprietati fizice: este dur, maleabil, ductil, conduce electricitatea. Se foloseste la constructii (grinzi de otel) si unelte. Proprietati chimice: reactioneaza cu oxigenul din aer formand rugina (oxid de fier), iar cu acidul clorhidric produce clorura de fier si hidrogen gazos (HCl + Fe -> FeCl2 + H2).
• Exemplu 2: Sulful (nematel) – proprietati fizice: solid galben, casant, nu conduce curentul electric, miros caracteristic (ca ouale stricate). Proprietati chimice: arde cu flacara albastra formand dioxid de sulf (SO2), un gaz cu miros intepator; reactioneaza cu metalele (de exemplu, cu fierul formand sulfura de fier, FeS).
• Exemplu 3: Cuprul (metal) – proprietati fizice: culoare rosiatica, luciu metalic, este foarte ductil (se trage in fire subtiri) si conduce excelent electricitatea. Proprietati chimice: in aer umed se acopera cu o patina verde (carbonat bazic de cupru); reactioneaza cu acidul azotic concentrat producand dioxid de azot (gaz rosu-brun) si azotat de cupru.

Concepte cheie: Metalele au luciu, maleabilitate, ductilitate si conduc caldura si electricitatea., Nemetalele sunt casante, nu au luciu (sau au luciu sticlos) si sunt izolatoare (exceptie grafitul)., Metalele cedeaza electroni (se oxideaza) si reactioneaza cu acizii si oxigenul., Nemetalele accepta electroni (se reduc) si reactioneaza cu metalele formand saruri., Exemple comune: fierul (metal) folosit in constructii, sulful (nemetal) folosit in medicamente si industria cauciucului.