Wat zijn de fysische eigenschappen van metalen?

Metalen zijn scheikundige elementen die in het periodiek systeem der elementen zijn ondergebracht in de volgende categorieën: alkalimetalen,  aardalkalimetalen, overgangsmetalen en hoofdgroepmetalen. De indeling van metalen in de verschillende categorieën of groepen is gebaseerd op de fysische en chemische eigenschappen van de elementen. Het periodiek systeem der elementen wordt ook wel de tabel van Mendelejev genoemd omdat hij gezien wordt als de grondlegger van het periodiek systeem. In dit systeem staan alle elementen die bekend zijn. De elementen staan op volgorde van atoomnummer en elementen uit dezelfde periode staan naast elkaar. Elementen uit dezelfde groep staan boven elkaar. Hierdoor ontstaat een duidelijk overzicht voor mensen die een beeld willen krijgen van de eigenschappen van elementen.

Fysische eigenschappen van metalen
Met fysische eigenschappen van een element bedoelt men de eigenschappen die de natuurwetten volgen. Deze eigenschappen worden beïnvloed door de omgeving waarin het element zich bevind. Voorbeelden van omgevingsfactoren die invloed hebben op een element zijn de temperatuur en de vochtigheid. Elk element heeft fysische eigenschappen. Sommige fysische eigenschappen van elementen hebben overeenstemming met elkaar. Metalen hebben de volgende fysische eigenschappen die kenmerkend zijn:

  • Metalen hebben een hoge taaiheid.
  • Metalen zijn pletbaar.
  • Metalen hebben meestal een glimmend uiterlijk.
  • Metalen hebben met meestal een hoog smeltpunt. De meeste metalen zijn vaste stoffen bij standaardtemperatuur en standaarddruk bij kamertemperatuur. Het metaal kwik vormt hierop een uitzondering.
  • Metalen zijn goede geleiders van warmte.
  • Metalen zijn goede geleiders van elektriciteit.

De bovengenoemde eigenschappen gelden in het algemeen voor metalen. De fysische eigenschappen van metalen zijn onderling echter ook verschillend. Sommige metalen zijn zeer corrosiebestendig zoals goud en platina terwijl andere metalen zoals ijzer (ferro) zullen gaan roesten als ze niet tegen zuurstof beschermd worden. Daarnaast kunnen ijzer, nikkel  en een aantal andere metalen magnetisch worden gemaakt. Het smeltpunt van metalen en de mechanische sterkte van metalen is ook verschillend. Al deze eigenschappen zorgen er voor dat een bepaald soort metaal juist wel of juist niet geschikt is voor een bepaalde toepassing. De metallurgie is gericht op het onderzoeken en beschrijven van de eigenschappen van metalen. Mensen die in dit vakgebied werken noemt men metallurgen. De informatie van een metallurg over een metaal of metaallegering kan worden gebruikt door een engineer of constructeur bij sterkteberekeningen voor een bepaalde constructie of machine.

Wat zijn aardalkalimetalen en welke elementen vallen onder deze groep metalen?

Aardalkalimetalen is een groep elementen. Deze metalen zijn weergegeven in een tabel met scheikundige elementen. Deze tabel wordt ook wel het ‘periodiek systeem der elementen’ genoemd.  Aardalkalimetalen zijn geplaatst in de tweede chemische reeks van dit periodieke systeem en behoren tot een specifieke groep metalen omdat ze bepaalde overeenkomsten met elkaar hebben. De elektronenconfiguratie van metalen uit deze groep is [X]ns2. Hierbij staat de aanduiding [X] voor een edelgas. In de buitenste s-subschil zitten twee elektronen die het stoom gemakkelijk kunnen verlaten. Hierdoor vormen de aardalkalimetalen tweewaardige kationen. Elementen die behoren tot de aardalkalimetalen zijn onedele metalen en de oxiden in deze groep zijn basisch.

Welke elementen behoren tot de aardalkalimetalen?
Er zijn verschillende aardalkalimetalen. Hieronder is een overzicht geplaatst met de verschillende metalen of elementen die tot deze groep in het periodiek systeem der elementen behoort. Daarbij is het symbool aangegeven en het atoomnummer.

  • Beryllium, symbool Be en atoomnummer 4.
  • Magnesium, symbool Mg en atoomnummer 12.
  • Calcium, symbool Ca en atoomnummer 20.
  • Strontium, symbool Sr en atoomnummer 38.
  • Barium, symbool Ba en atoomnummer 56.
  • Radium, symbool Ra en atoomnummer 88.