Metallo.

Nome generico di una delle due fondamentali categorie in cui vengono suddivisi gli elementi (l'altra è quella dei non m.). Le caratteristiche principali dei m. sono: alto potere riflettente, opacità alla luce, elevata conducibilità termica ed elettrica, duttilità, malleabilità e capacità di formare in soluzione ioni dotati di carica positiva. I m. sono, inoltre, in grado di miscelarsi tra loro o con altri elementi per formare le cosiddette leghe metalliche (V. LEGA). ║ M. pesanti: hanno densità relativa elevata, superiore a 4 (ferro, piombo, rame, ecc.). ║ M. leggeri: hanno densità relativa bassa, inferiore a 4. ║ M. nobili: si ossidano con difficoltà e, quindi, possono essere presenti in natura allo stato nativo (platino, oro, ecc.). ║ M. vili o comuni: quelli di uso corrente (ferro, rame, stagno, ecc.). ║ M. rari: si trovano in minime quantità (osmio, iridio, ecc.). ║ M. preziosi: hanno alto valore perché impiegati per usi monetari (oro, argento). ║ M. giallo: l'oro utilizzato come lingotto o moneta. • St. - Età dei m.: il periodo preistorico nel quale l'uomo cominciò ad usare i m.. Si divide in tre fasi: Età eneolitica, nella quale, accanto agli strumenti fabbricati in pietra, cominciarono ad apparire quelli in rame; Età del Bronzo ed Età del Ferro, caratterizzate dall'utilizzo di questi m. • Arald. - Sono detti m. i due smalti d'oro e d'argento. • Fis. e Chim. - Il passaggio dalla classe dei m. alla classe dei non m. avviene in modo graduale, senza apprezzabile discontinuità. Vi sono così degli elementi che, avendo proprietà intermedie tra le due classi, non possono essere classificati né come m., né come non m. (si tratta dei cosiddetti semimetalli). Nonostante tali difficoltà di classificazione, la proprietà fisica che meglio caratterizza i m. si può considerare l'elevata conducibilità elettrica. Tale proprietà è, infatti, collegata alla tipica struttura dei m., che può essere qualitativamente considerata come costituita da un reticolo cristallino, composto da atomi legati tra loro, all'interno del quale gli elettroni di valenza sono liberi di muoversi. La teoria del legame metallico permette anche di spiegare il fenomeno della conduttività termica e del potere riflettente: nel primo caso, infatti, gli elettroni medesimi contribuiscono alla trasmissione del calore, mentre nel secondo essi respingono, riflettendoli, i raggi luminosi incidenti sulla superficie di un m. Gli elementi metallici si presentano in genere come materiali policristallini, ossia costituiti da un elevatissimo numero di piccoli cristalli (grani), più o meno sviluppati e orientati in modo diverso gli uni rispetto agli altri. In un m. puro i singoli grani hanno identica struttura reticolare. I reticoli cristallini tipici della maggior parte dei m. sono strutture molto compatte e simmetriche quali quella cubica a corpo centrato, cubica a facce centrate ed esagonale compatta. Le proprietà meccaniche dei m. si determinano empiricamente eseguendo prove ben definite. Particolare importanza ha la capacità di un m. di subire deformazioni, ossia di essere assoggettabile ad un cambiamento di forma per azione di forze opportunamente applicate. Tali deformazioni possono essere applicate sia a freddo sia a caldo, ottenendo nei due casi fenomeni differenti. Generalmente, sottoponendo un pezzo metallico a forze crescenti, si nota un comportamento duttile, ossia una deformazione vistosa prima che avvenga la frattura. Lavorando a freddo, inizialmente si determina una deformazione di tipo elastico, cioè proporzionale all'entità della sollecitazione e tale per cui, eliminando le forze applicate, il pezzo riacquista la sua forma originaria: ciò si verifica per carichi inferiori ad un valore definito limite elastico. Mentre applicando carichi superiori, la deformazione risulta permanente, ovvero il pezzo non è più in grado di riprendere la sua forma originaria, quando si elimina lo stato di sollecitazione. Al crescere delle forze applicate, si nota un aumento dell'energia assorbita all'interno del materiale (incrudimento), che determina un aumento di alcune proprietà a scapito di altre (ad esempio, sottoponendo un provino metallico a compressione, aumenta la resistenza ad una successiva compressione, quindi è necessario applicare una forza maggiore per ottenere un'ulteriore deformazione, mentre diminuisce la resistenza a trazione). A temperature più alte si manifesta il fenomeno dello scorrimento viscoso o creep: il m., sottoposto ad un carico costante nel tempo, tende gradualmente a cedere fino a rottura. La deformazione ha un andamento nel tempo molto particolare: inizialmente si ha un'elevata deformazione in un tempo molto breve, a causa di un processo di assestamento del pezzo metallico alla sollecitazione. In seguito la deformazione procede in modo uniforme nel tempo. Infine la velocità di deformazione aumenta fino a rottura, a causa della diminuzione della sezione reale del pezzo. Molti dei fenomeni che caratterizzano le proprietà meccaniche dei m. sono ora interpretabili in base alla teoria delle dislocazioni, cioè a difetti del reticolo cristallino preesistenti anche in m. non deformati. I m. presentano ben definite caratteristiche chimiche quali la formazione, in presenza di ossigeno, dei cosiddetti ossidi i quali, a loro volta, danno origine per reazione con l'acqua alle basi (i non m., invece, producono gli acidi). Inoltre in unione con gli alogeni formano composti, che in genere non subiscono idrolisi in presenza di acqua. I m. sono diffusi in natura sotto forma di minerali e si trovano essenzialmente allo stato di ossidi e di solfuri. Soltanto un ristretto numero di m., come il rame, l'oro, l'argento, il platino e il bismuto possono ritrovarsi allo stato nativo. Pertanto per la preparazione dei m. allo stato puro è necessario ricorrere di caso in caso ai diversi metodi della metallurgia estrattiva. ║ M. alcalini: gruppo di elementi aventi proprietà fortemente elettropositive. Sono in grado di formare ossidi di carattere spiccatamente basico; sono caratterizzati dallo stato di ossidazione +1 e comprendono litio, sodio, potassio, rubidio, cesio e francio, cioè quelli che occupano il gruppo 1, secondo la nuova notazione IUPAC, nel sistema periodico degli elementi. I m. alcalini sono di color bianco argenteo, molto duttili, facilmente ossidabili all'aria e capaci di scomporre l'acqua a freddo, con violenza, formando i relativi idrossidi. ║ M. alcalino-terrosi: gruppo di elementi elettropositivi, reattivi, i cui ossidi hanno carattere basico. Comprendono berillio, magnesio, calcio, stronzio, bario e radio, ossia gli elementi del gruppo 2 (IIA) della tavola periodica. I m. alcalino-terrosi reagiscono con l'acqua formando i corrispondenti idrossidi, ma in modo meno energico dei m. alcalini. ║ M. terrosi: gruppo di elementi teneri, abbastanza duttili, appartenenti al gruppo 3 (IIIB) della tavola periodica. Comprendono alluminio, gallio, indio, tallio, escluso il boro (semimetallo). Sono definiti terrosi perché formano ossidi di aspetto terroso; reagiscono con l'acqua e con gli alogeni a temperatura ambiente. ║ M. di transizione: elementi compresi tra il gruppo 3 e il gruppo 12 del sistema periodico. Caratterizzati in genere da elevata densità e alto punto di fusione, sono spesso utilizzati per formare leghe e presentano diversi stati di ossidazione. ║ M. delle terre rare: elementi così definiti perché presenti nelle terre rare (cerite, monazite, gadolinite, ecc.). Comprendono lantanio, cerio, praseodimio, neodimio, illinio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, olmio, erbio, tulio, itterbio e lutezio. Si estraggono dai minerali per trattamento con acido solforico concentrato e riprecipitazione della soluzione allo stato di ossalati, dai quali poi per calcinazione si ottengono gli ossidi.