A fémek általános jellemzése, a fémek korróziója

• lapon középpontos kockarács (legkisebb része: az elemi cella)
• hatszöges vagy hexagonális rács
• térben középpontos kockarács.

 

Egyes tulajdonságaik azonban jelentősen eltérnek, mint például a megmunkálhatóság. A legmegmunkálhatóbbak a lapon középpontos kockarácsos fémek (például ezüst, réz, alumínium). Legnehezebben a térbeli középpontos kockarács (például vanádium) munkálható meg. Jelentősen eltér olvadáspontjuk: legalacsonyabb a higanyé, legmagasabb a wolframé. Eltér keménységük is: az alkáli fémek késsel is elvághatóak, míg a legkeményebb a titán. Vezetőképességük mértéke is eltér, legnagyobbal az ezüst és a réz rendelkezik. A fémeket gyakran ötvözetben használják, például acél = vas+szén, bronz = réz+ón.

A fémek korróziója

A fémek felületén a környezet hatására végbemenő kémiai változások összessége a korrózió. A fémek korróziójának mértékét elsősorban a standardpotenciáljuk szabja meg. A kis standardpotenciálú fémek korróziója nagy mértékű (alkáli fémek). A nagy standardpotenciálú fémek korróziója kis mértékű (nemes fémek). A korróziót több tényező gyorsíthatja, mint például a nedves, sókat tartalmazó környezet. A levegőben lévő kén-dioxid, különböző fémek érintkezési helyei, valamint a fém erőteljes megmunkálása is gyorsítja.

Korrózió elleni védelem:

• Passzív felületvédelem: bevonatokkal.
• Aktív korrózió védelem: felületvédelem. A védendő fémet egy nála kisebb standardpotenciálú fémmel vonják be (katódos védelem)
• Korrózióálló ötvözetek készítése  (például saválló acélok).

 

Az s-mező fémei

Az alkáli fémek kis sűrűségű, puha, alacsony olvadás- és forráspontú, világosszürke színű, az elektromosságot jól vezető fémek. Atomszerkezetükből következik, hogy rendkívül reakcióképesek, a vegyértékhéjukon lévő egyetlen elektront leadva könnyen képeznek egyszeresen pozitív töltésű iont. Erélyes redukálószerek. Az alkálifémeket sóik olvadékának elektrolízisével állítják elő.

Az alkáliföldfémek kis sűrűségű, viszonylag alacsony olvadás- és forráspontú, szürke színű, az elektromos áramot jól vezető fémek. Atomszerkezetükből következik, hogy reakcióképesek, a vegyértékhéjukon lévő elektronokat leadva könnyen képeznek kétszeresen pozitív töltésű nemesgáz-elektronszerkezetű iont. Az alkáliföldfémeket sóik olvadékának elektrolízisével állítják elő.

A p-mező fémei

Alumínium: elemi állapotban nem fordul elő, vegyületeiben viszont igen. Ilyen a bauxit (Al₂O₃), melynek 40-50%-az alumínium vegyület. Fizikai tulajdonságai: Szürke színű, tiszta állapotban fémes fényű, kis sűrűségű, vagyis könnyű fém. Az elektromos áramot és a hőt jól vezeti, olvadás pontja viszonylag alacsony. Kémiai tulajdonságai: környezet hatására a felülete passziválódik ezért korrózióálló. Az alkáli fémek és alkáliföldfémek után a legreakcióképesebb fém. Az oxigénnel vakító láng mellett alumínium-oxidot képez. Oldódik savakban és lúgokban is. Felhasználása: olvadó biztosítékba használják, ez megszakítja az áramkört. Könnyűfém alkatrészeket készítenek belőle. Előállítása: az alumínium gyártás anyaga a bauxit.

Ón: Szürke, nagy sűrűségű, puha fém. Jól megmunkálható, passzív, azaz nem korrodálódik. Számos ötvözet alkotója.

Ólom: Szürke, nagy sűrűségű, jól megmunkálható puha fém. Az oldott ólomvegyületek nagyon mérgezőek. Felhasználás: vízvezetékcsövek, akkumulátorok.

 

 

 

 

 

A d-mező fémei

A vascsoport elemei és vegyületei

Vas (Fe), kobalt (Co), nikkel (Ni). Szürke színűek, magas olvadáspontúak, nagy sűrűségű, nehéz fémek. A kobalt kifejezetten nehéz fém. Megmunkálhatósága attól függ, hogy milyen szennyezőanyagokat tartalmaz. A kobaltot és a nikkelt oxid réteg fedi, ami megvédi a korróziótól. A vas gyorsan korrodál. A természetben tisztán, elemi állapotban nem fordul elő. A nikkel és a kobalt jelentős ötvöző anyag. A vascsoport elemeinek vegyületei biológiai és ipari szempontból fontos anyagok. Jelentősek a vegyszerek, gyógyszerek készítésében is.

Vas (Fe): Legfontosabb és a legrégebben ismert fém. Tiszta állapotban ezüstszürke színű, olvadáspontja magas, de kis széntartalom hatására alacsonyabbá válik. Híg savakban oldódik hidrogén fejlődése közben. Vízzel csak magas hőmérsékleten lép reakcióba. Tömény oxidáló savakban nem oldódik. Szénnel alkotott ötvözetét, az acélt alkalmazzák rendszerint.