Wat is een metaal?

Een metaal als stof herkennen we meestal aan de eigenschappen van het materiaal: glanzend uiterlijk, vervormbaarheid en geleiding. Chemisch gezien zijn metalen stoffen die zijn opgebouwd uit metaalatomen. In Binas-tabel 8 of ScienceData-tabel 1.9a staan enkele gegevens van een aantal veel voorkomende metalen.

Opbouw van een metaal

Metalen bestaan uit positieve metaalionen die omringd zijn door vrijbewegende negatieve elektronen.

De wijze waarop de metaalionen en de elektronen in een metaal in vaste toestand gerangschikt zitten, noemen we het metaalrooster. Hieronder is een model weergegeven van een metaalrooster.

Schematische weergave van het metaalrooster: positieve metaalionen in een zee van vrije elektronen.

Metaalbinding

In het metaalrooster treedt tussen de tegengesteld geladen deeltjes een aantrekking op. Deze elektrostatische aantrekking leidt tot een metaalbinding. Een metaalbinding is over het algemeen vrij sterk.

Eigenschappen van metalen

De metaalbinding en het metaalrooster beïnvloeden de eigenschappen van de metalen. Door de vrije sterke metaalbinding hebben metalen bijvoorbeeld een hoog kook- en smeltpunt. Een uitzondering hierop is kwik, Hg(l), dat bij kamertemperatuur een vloeistof is.

Kwik is het enige metaal dat vloeibaar is bij kamertemperatuur.

Metalen kunnen goed stroom geleiden. De reden hiervoor is de aanwezigheid van de vrij bewegende elektronen in het metaalrooster. De vrije elektronen kunnen de stroom (niets anders dan elektronen!) gemakkelijk door het metaal doorgeven.

Metalen kunnen goed stroom geleiden

Metalen zijn ook gemakkelijk vervormbaar. We kunnen ze buigen, walsen (tot platen) en trekken (tot draden). Deze eigenschap treedt nadrukkelijker op bij hogere temperaturen.

Mengsel van metalen

Een mengsel van metalen noemen we een legering of alliage. In Binas-tabel 9 of ScienceData-tabel 1.9b staan de gegevens vermeld van enkele legeringen.

Voorbeelden
- brons is een legering van koper (Cu) en tin (Sn)
- messing is een legering van koper (Cu) en zink (Zn)