Qu’Est-Ce Qui Rend Les Métaux Si Merveilleux?

Tout ce qui brille

Les métaux comme le cuivre, le platine, l’argent et l’or sont brillants et brillants lorsqu’ils sont polis. Cette caractéristique a un nom: lustre. Le lustre est un terme minéralogique utilisé pour décrire la façon dont la lumière interagit avec la surface. Cela implique également de l’éclat, de la brillance ou de la brillance. Vous avez peut-être remarqué que les composés contenant des métaux de transition (dans lesquels le métal est ionisé et se comporte donc comme un solide ionique) sont de couleur vive; CuSO4 bleu vif, KMnO4 violet foncé ou Cr2O3 vert vif. La couleur dans les métaux de transition résulte de transitions électroniques entre les orbitales de niveau d. La lumière frappant le composé provoque une excitation dans les électrons, ce qui entraîne le saut des électrons vers des états d’énergie plus élevés. Lorsque les électrons se détendent, les photons libérés ont une longueur d’onde dans la partie visible du spectre électromagnétique. Par exemple, les composés fabriqués avec du vanadium peuvent être violacés (+2), verdâtres (+3), bleutés (+4) et jaunâtres (+5) en fonction de l’état d’oxydation particulier du vanadium. (Le nom du Vanadium vient de « Vanadis », l’un des noms de la déesse nordique de la beauté, d’après les composés aux couleurs vives de l’élément.)

Dans les métaux non ionisés, les orbitales moléculaires sont en mouvement continu sur la surface métallique. Cette fluidité des électrons métalliques signifie que les orbitales moléculaires ont de petits espaces variables qui crachent constamment de la lumière sur une gamme de longueurs d’onde, leur donnant un éclat blanc. Le cuivre a l’air rouge car il absorbe préférentiellement la lumière à l’extrémité bleue du spectre et l’émet dans le rouge. Des effets relativistes supplémentaires font apparaître l’or jaune.

L’argent est l’élément le plus réfléchissant. Une fine couche de verre (associée à un revêtement protecteur pour éviter le ternissement) est utilisée pour fabriquer tous les types de miroirs, des miroirs manuels peu coûteux aux miroirs de haute précision des télescopes spatiaux.

De même, le magnétisme résulte du mouvement des électrons dans le matériau. Les métaux fer, cobalt et nickel (tous magnétiques) ont des électrons non appariés qui peuvent être orientés de sorte qu’ils tournent en alignement les uns avec les autres formant un dipôle, ce qui produit le comportement magnétique. Les métaux des terres rares ont un comportement encore plus magnétique, car ils peuvent avoir jusqu’à 14 électrons orbitaux f (par opposition aux 10 électrons orbitaux d des métaux de transition). Certains se dilatent même en présence d’un champ magnétique, formant la base des haut-parleurs électroniques et des buzzers.

Les métaux réagissent

Ce n’est pas parce que les métaux sont vraiment flexibles qu’ils ne sont pas réactifs. Les éléments du côté gauche du tableau périodique préfèrent abandonner leurs électrons pour former des composés ioniques. Le lithium pur, le sodium, le potassium et d’autres métaux du groupe 1 sont si réactifs qu’ils sont stockés loin de l’air ou de l’eau. Mais leurs ions constituent une grande partie des électrolytes dont nos nerfs ont besoin pour transmettre des signaux électriques.

L’aluminium est également réactif, bien que moins violemment que les éléments du groupe 1. Mais il s’oxyde si rapidement qu’il était inconnu en tant qu’élément d’environ 500 avant notre ère jusqu’au début des années 1800, même s’il s’agit de l’élément métallique le plus abondant de la croûte terrestre. Une fois que le métal léger, robuste et facile à allier a été découvert, il a été valorisé plus que le platine, littéralement! Napoléon III a servi des dîners d’État avec des assiettes et des couverts en aluminium. Il a également été utilisé comme bijoux et coiffé le Washington Monument. Le développement en 1886 d’une procédure basée sur l’électrolyse par le chimiste et inventeur américain Charles Martin Hall et le scientifique français Paul Heroult (travaillant de manière indépendante) a finalement rendu l’aluminium facile à obtenir, le dévalorisant ainsi.

Nul doute que les métaux sont merveilleux. Pour en savoir plus, consultez le site Web de la Semaine nationale de la chimie.