Métal

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Un métal est un élément chimique qui peut former des liaisons métalliques et perdre des électrons pour former des cations (ions positifs) (et des liaisons ioniques dans le cas des alcalins). Les métaux sont un des trois groupes d'éléments distingués par leurs propriétés d'ionisation et de liaison chimique ; les deux autres sont les métalloïdes et les non-métaux.

Bien que les métaux puissent être définis par leurs propriétés physico-chimiques (voir plus loin), il est également possible de les catégoriser en employant une caractérisation de leur structure de bande : les métaux possédent des bandes de valence et de conduction qui se recouvrent. Cette définition permet d'intégrer à la catégorie des métaux les polymères métalliques et autres composés organométalliques. Ce n'est cependant pas un critère toujours suffisant. Par exemple, le carbone n'est pas un métal mais il possède une phase nommée graphite (c'est d'ailleurs sa phase alpha) qui correspond à cette définition.

Image:Hot metalwork.jpg

Sommaire

1 Les métaux dans le tableau périodique
2 Propriétés physico-chimiques
- 2.1 Propriétés électriques
- 2.2 Propriétés magnétiques
3 Astronomie
4 Liste des principaux métaux
5 Voir aussi

[modifier] Les métaux dans le tableau périodique

Dans le tableau périodique des éléments la diagonale partant du bore (B) et allant jusqu'au polonium (Po) sépare les éléments métalliques (en bas à gauche) des éléments non métalliques (en haut à droite). Les éléments placés sur cette ligne sont des métalloïdes.

De plus, le caractère métallique des éléments d'une même colonne augmente avec le nombre d'électrons (c'est-à-dire lorsque l'on descend dans le tableau). Par exemple, le carbone-diamant (Z=6) est un isolant, le silicium (Z=14) est un semi-conducteur et l'étain (Z=50) est un métal.

[modifier] Propriétés physico-chimiques

Les métaux sont en général des solides cristallins ; le mercure est toutefois une exception notable puisqu'il est le seul métal à l'état liquide dans les conditions normales (20 °C sous pression atmosphérique). Il est à noter que trois autres métaux sont liquides aux environs de la température ambiante : le césium, le gallium et le rubidium. Ils sont en général malléables et ductiles (on peut les déformer par exemple en les étirant ou en les martelant), ils conduisent bien la chaleur et l'électricité (mais pas tous), et ils reflètent la lumière (éclat métallique) sauf lorsqu'ils se recouvrent d'oxyde (corrosion). La plupart du temps, les métaux sont extraits sous forme minérale plus ou moins cristallisée (cristal) dans leurs minerais et presque toujours combinés à un ou plusieurs autres atomes. Ils sont souvent présents à l'état naturel sous forme d'oxyde, dans des minerais : bauxite pour l'aluminium, hématite pour le fer, ilménite ou rutile pour le titane... Il est à noter que l'ilménite, principal minerai du titane est un oxyde mixte de titane et de fer (pourcentage des deux métaux entre 30 et 70%). D'autres peuvent se présenter sous forme de sulfures pyrite pour le fer ou de sulfates voire même sous forme plus compliquées et même sous plusieurs formes différentes comme on l'a vu pour le fer. Certains métaux sont présents à l'état non-oxydé, comme les métaux précieux (or, platine) ou bien dans des roches d'origine météoritique (nickel-fer). On les appelle alors natifs.

[modifier] Propriétés électriques

Les métaux conduisent généralement bien l'électricité. En tête l'argent, le cuivre et l'or.

La conduction électrique dans les métaux peut être analysée de manière microscopique ou macroscopique .

D'un point de vue microscopique, la principale raison vient de la liaison métallique. Les atomes métalliques forment des structures 2D ou 3D qui se répètent, appelées mailles. A l'intérieur, des électrons à peu près libres circulent entourés des atomes dont ils sont issus. C'est ce mouvement électronique qui est responsable de la bonne conduction et plus ces électrons sont libres plus le métal est bon conducteur. Ces électrons plus ou moins libres sont appelés "électrons de conduction".

D'un point de vue macroscopique, c'est la théorie des bandes d'énergie qui fournit la réponse. En effet, dans les métaux la bande d'énergie la plus haute occupée et la plus basse vacante se chevauchent, tout du moins se touchent. Il faut ainsi peu d'énergie pour exciter un métal et plus il est facile de l'exciter plus un métal pourra céder un électron meilleur conducteur il sera.

[modifier] Propriétés magnétiques

L'aluminium n'est pas attiré par les aimants à la différence du fer.

[modifier] Astronomie

On appelle métaux les produits de réaction qui ont lieu au cœur des étoiles, ce qui signifie que, astronomiquement parlant, tous les éléments sauf l'hydrogène sont des métaux. (bien que sous certaines conditions de température et de pression l'hydrogène peut avoir un comportement métallique : voir hydrogène métallique)

[modifier] Liste des principaux métaux

aluminium (Al)
argent (Ag, métal précieux)
cuivre (Cu)
étain (Sn, du latin stanium)
fer (Fe)
mercure (Hg, du latin hydragyrium la planète Mercure))
nickel (Ni)
or (Au, métal précieux, du latin aureum)
platine (Pt, métal précieux)
plomb (Pb)
titane (Ti)
zinc (Zn)

Les mélanges de métaux forment des alliages, comme l'acier (alliage fer-carbone), les alliages de cuivre (bronze, laiton), les amalgames (alliages de mercure)...

Beaucoup de métaux sont toxiques directement ou par l'intermédiaire de leurs composés, en particulier les métaux lourds (plomb, mercure... et bien d'autres et encore.. le [maximium]).