Proprietà fisiche, meccaniche e chimiche dei metalli: una guida completa

Caratteristiche generali dei metalli

— I metalli sono elementi solidi (ad eccezione del mercurio che, a temperatura ordinaria, è liquido); più o meno lucenti (lucentezza detta appunto metallica); di colore caratteristico (generalmente bianco- grigio-azzurrino, ad eccezione del rame e dell’oro); di struttura interna particolare (cristallina, granulosa, fibrosa); buoni conduttori del calore e dell'elettricità. Possono trovarsi in natura allo stato libero o nativo (oro, argento, platino) o più comunemente combinati con materiali estranei, detti ganga, negli innumerevoli minerali metalliferi.

Quali sono le proprietà fisiche dei metalli?

Altre interessanti caratteristiche fìsiche dei metalli, oltre al colore, all’aspetto esteriore, alla struttura interna, sono:

— il peso specifico (cioè il loro peso raffrontato a quello di un uguale volume d’acqua; di solito 1 dm3 =1Kg di acqua), in base al quale i metalli si distinguono in pesanti (quelli con peso specifico superiore a 5: es. ferro, rame, piombo, zinco, stagno, manganese, mercurio, argento, oro, platino) e leggeri (quelli con peso specifico inferiore a 5: es. alluminio, magnesio), con impieghi industriali diversi e ben definiti;

— la temperatura di fusione (es. stagno 230°C, piombo 327°C, zinco 419°C, alluminio 660°C, argento 960°C,

oro 1070°C, rame 1084°C, ferro 1535°C, platino 1773°C, tungsteno 3400°C), che è tanto più alta quanto maggiore è la loro purezza;

— la conducibilità termica (in ordine decrescente: argento, oro, rame, alluminio, magnesio, zinco, platino, stagno, ferro, nichel, piombo);

— la conducibilità elettrica (in ordine decrescente: argento, rame, oro, alluminio, magnesio, zinco, nichel, ferro, platino, stagno, piombo, mercurio);

— il magnetismo (hanno proprietà magnetiche, sono cioè attratti dalla calamita, il ferro, il nichel, il manganese e il cobalto).

Proprietà meccaniche dei metalli

Caratteristiche meccaniche essenziali dal punto di vista tecnologico sono invece:

— la durezza, cioè la resistenza alla scalfittura, al taglio, alla limatura ed in genere a tutte le azioni abrasive (in ordine decrescente di durezza: cromo, manganese, nichel, ferro, platino, zinco, rame, alluminio, argento, oro, magnesio, stagno, piombo);

— la duttilità, cioè la proprietà di lasciarsi ridurre in fili (in ordine decrescente; platino, che si può tirare in fili del diametro di 1/1000 di mm; argento, ferro, rame, oro, alluminio, nichel, zinco, stagno, piombo);

— la malleabilità, cioè la proprietà di lasciarsi ridurre in lamine (in ordine decrescente: oro, che si può tirare in fogli dello spessore di mm 0,00008 ; argento, alluminio, rame, platino, stagno, piombo, zinco, ferro, nichel) ;

— l’elasticità, cioè la proprietà di flettersi e poi di riprendere la forma primitiva dopo avere subito una deformazione; come accade, ad esempio, alle molle (tale dote non deve essere confusa con la semplice flessibilità) ;

— la resistenza all'urto o resilienza, il cui opposto è la fragilità (i metalli duri sono di solito i più fragili) ;

— la resistenza alla trazione, cioè allo stiramento, detta anche tenacità.

Proprietà chimiche dei metalli

Caratteristiche chimiche, altrettanto interessanti ai fini tecnologici, sono infine:

— la resistenza agli agenti atmosferici (in particolare ossigeno, anidride carbonica, idrogeno solforato, umidità), che può essere assoluta, nei metalli inalterabili (oro, platino, nichel, cromo); relativa, in quelli che si alterano solo superficialmente (zinco, stagno, piombo, alluminio); limitata, in quelli che si alterano anche in profondità (ferro, attaccato e corroso dalla ruggine: rame, deteriorato dall’ossidazione; argento, annerito dall’idrogeno solforato);

— la resistenza agli acidi (che è variabile da metallo a metallo) ed agli alcali o basi (es. : soda, potassa), che di solito è buona, tranne per lo zinco, l’alluminio,lo stagno i quali ne sono intaccati.