A fémek általános jellemzése

A fémek kis elektronegativitású elemek. Kristályukban a rácspontokon lévő fématomok vegyérték elektronjai vagy azok közül egyesek – a grafitnál megismerthez hasonló módon – kiszabadulnak a teljes kristályrácsra. Az így létrejövő, úgynevezett delokalizált elektronok felhőként borítják be a rácspontokon lévő pozitív töltésű fémionokat. Az ilyen rácsotfémrácsnak, a rácsot összetartó, delokalizált elektronok alkotta elsőrendű kötést fémeskötésnek nevezzük.

Az elektronfelhő viszonylag kis energiabefektetés hatására is elmozdulhat, magasabb energiaállapotba juthat: ezzel függ össze a fémek jóelektromos és hővezető képessége. A fémes színt az okozza, hogy a fémtárgyra bocsátott fény egy részét elnyeli a fém, a másik részét pedig visszaveri a fémfelület. Ettől lesz szürke, ugyanakkor csillogófelületű a fémek többsége. Azok a fémek, amelyek felülete tompa fényű, matt, a levegő valamelyik alkotórésze hatására átalakultak. Az erre való hajlam már a fém kémiai sajátságával függ össze.

Közönséges körülmények között a legtöbb fém szilárdhalmazállapotú. A viszonylag magas olvadáspont a rácsot összetartó erős, elsőrendű fémes kötéssel függ össze. A különböző fémek olvadáspontja ugyanakkor nagyon különbözik egymástól. A mellékcsoport fémjei között találjuk a legmagasabb olvadáspontúakat. A wolframé megközelíti a gyémántét. A higany olvadáspontja viszont jóval a víz fagyáspontja alatt van. A fémek olvadáspontját a fématomok mérete, a fémrácsban való elrendeződésük típusa és a köztük kialakuló kötések erőssége is befolyásolja.

A fémek sűrűsége az olvadáspontjukhoz hasonlóan nagyon széles határok között mozog. Az I.A csoportbeli fémek közül a lítium, a nátrium és a kálium sűrűsége a vízénél is kisebb.

Egy adott periódusban az I.A csoportbeli fémeknek vannak a legnagyobb sugarú, így legnagyobb térfogatú atomjai (és kationjai), ezért sűrűségük a legkisebb. A legnagyobb sűrűségű elemeket a mellékcsoportokban találjuk.

Ipari és felhasználhatósági szempontból fontos elkülöníteni a kis és nagy sűrűségű fémeket. Az úgynevezett könnyűfémeksűrűsége 5 g/cm³-nél kisebb, a nehézfémeké 5 g/cm³-nél nagyobb érték. Az előbbiek közé tartoznak az I.A és a II.A csoport fémjei, valamint az alumínium. A mellékcsoport fémjeinek többsége nehézfém, de ugyancsak 5 g/cm³-nél nagyobb a sűrűsége a III.A-VI.A főcsoportba tartozó fémek nagy részének is.

A fémek közül az I.A csoport fémei puhák, késsel vághatók. Jól megmunkálható,