БСЭ1/Металлы

МЕТАЛЛЫ, химич. элементы, отличающиеся от всех остальных комплексом характерных «металлических» свойств: высокой электро- и теплопроводностью, металлич. блеском, непрозрачностью, совокупностью механических, химических и др. свойств. К М. относятся также и их сплавы между собой и с небольшими количествами неметаллов — углерода, кремния, бора и др. Многими металлич. свойствами обладает ряд соединений, составляющих переход от М. к неметаллам: карбиды, силициды, сульфиды, фосфиды, низшие окислы и др.

Общая часть. Из 92 элементов периодической системы около 70 являются типичными М. и 3—4 — М. переходного характера: селен, теллур, мышьяк. В таблице 1 приведен список элементов-металлов и их главнейших свойств. Кроме естественно-научной классификации по группам, подгруппам и рядам периодич. системы, существует деление М. на практич. группы: легкие металлы, тяжелые металлы, черные металлы, цветные и т. п.

Шаблон:Razr2

Металл	Хим. сим- вол	Атом- ный вес	Поряд- ковый номер	Ат. объем в см³ на г-атом	Ат. ра- диус в см$\cdot 10^{-8}$	Температура		Уд. вес	Коэфф. элек- тросо- про- тивл. в в ом-см: $\rho$-$10^{-4}$	Термич. коэфф. линейно- го рас- ширения	Кристалич. структура
						плав- ления	кипе- ния (760 мм)
Шаблон:Dotted cell	Al	26,97	13	10,03	1,58	660	2.270	2,69	0,0250	0,0000237		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Ac	(227)	89	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Ba	137,36	56	38,2	2,47	710	1.540	3,7	0,6	—		об.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Be	9,02	4	4,90	1,24	1.278	—	1,86	0,055	0,0000111		гекс.
Шаблон:Dotted cell	V	50,95	23	8,92	1,52	1.720	—	5,9	1,7	—		об.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Bi	209,00	83	21,33	2,03	271	1.560	9,80	1,201	0,0000134		триг.
Шаблон:Dotted cell	Vi	—	87	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	W	184,0	74	9,63	1,56	3.390	—	19,1	0,0491	0,0000043	Шаблон:Lbrace	об.-ц. к. куб. ориг.	Шаблон:Rbrace
Шаблон:Dotted cell	Gd	157,3	64	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Ga	69,72	31	11,82	1,67	29,7	2.300	5,9	0,534	0,0000530		куб.
Шаблон:Dotted cell	Hf	178,6	72	13,98	1,76	2.227	—	13,3	0,321	—		гекс.
Шаблон:Dotted cell	Ge	72,60	32	13,44	1,74	958	—	5,40	—	0,0000077		куб.-алм.
Шаблон:Dotted cell	Ho	163,5	67	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Dy	162,46	66	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Eu	152,0	63	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Fe	55,84	26	7,10	1,40	1.530	3.235	7,86	0,0871	0,0000123	Шаблон:Lbrace	$\alpha ,\beta ,\delta$—об.-ц. к. $\gamma$—гр.-ц. к.	Шаблон:Rbrace
Шаблон:Dotted cell	Au	197,2	79	10,22	1,59	1.063	2.710	19,3	0,0204	0,0000142		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Il	—	61	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	In	114,76	49	15,83	1,84	156.4	—	7,30	0,17	0,0000330		тетраг.
Шаблон:Dotted cell	Ir	193,1	77	8,62	1,50	2.450	—	22,4	0,0608	0,0000066		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Yb	173,04	70	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Y	88,92	39	19,45	1,97	1.490	2.500	4,34	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Cd	112,41	48	13,01	1,73	321	767	8,64	0,068	0,0000247		гекс.
Шаблон:Dotted cell	K	39,069	19	45,5	2,61	63,6	760	0,86	0,0615	0,0000830		об.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Ca	40,08	20	25,85	2,16	845	1.440	1,54	0,0427	—		—
Шаблон:Dotted cell	Cp	175,0	71	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Co	58,94	27	6,70	1,38	1.490	3.185	8,8	0,0636	0,0000126		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	La	138,92	57	22,59	2,07	812	1.800	6,15	0,576	—		гекс.
Шаблон:Dotted cell	Li	6,94	3	13,0	1,72	180	1.336	0,534	0,0875	0,0000560		об.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Mg	24,32	12	14,0	1,76	650	1.100	1,74	0,0427	0,0000260		гекс.
Шаблон:Dotted cell	Ma	—	43	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Mn	54,93	25	7,52	1.43	1.247	2.032	7,3	0,91	0,0000228	Шаблон:Lbrace	об.-ц. к. куб.	Шаблон:Rbrace
Шаблон:Dotted cell	Cu	63,57	29	7,10	2,41	1.083	2.336	8,93	0,0138	0,0000162	Шаблон:Lbrace	тетраг. гр.-ц. к.	Шаблон:Rbrace
Шаблон:Dotted cell	Mo	96,0	42	9,42	1,55	2.620	(3.560)	10,2	0,0514	0,0000049		об.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	As	74,91	33	13,11	1,73	817	616	5,72	0,275	0,0000055		триг.
Шаблон:Dotted cell	Na	22,997	11	23,7	2,10	97,8	880	0,97	0,042	0,0000710		об.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Nd	144,27	60	20,5	―	840	—	7,00	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Nb	92,91	41	11,0	1,63	1.950	—	8,56	2,33	0,0000072		об.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Ni	58,69	28	6,67	1,38	1.455	3.075	8,85	0,069	0,0000133		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Sn	118,70	50	16,30	1,86	232	2.362	7,28	0,0105	0,0000270	Шаблон:Lbrace	(тетраг.) куб-алмаз.	Шаблон:Rbrace
Шаблон:Dotted cell	Os	191,5	76	8,49	1,49	2.500	—	22,48	—	0,0000066		гекс.
Шаблон:Dotted cell	Pd	106,7	46	9,28	1,54	1.555	—	11,9	0,100	0,0000104		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Pt	195,23	78	9,12	1,53	1.773	(3.804)	21,4	0,0031	0,0000090		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Po	(210)	84	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Pr	140,92	59	21,4	—	940	—	6,6	0,69	—		—
Шаблон:Dotted cell	Pa	(231)	91	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Ra	226,05	88	—	—	700	1.700	6	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Re	186,31	75	8,78	1,5	3.160	—	21,2	0,189	—		гекс.
Шаблон:Dotted cell	Ro	102,91	45	8,37	1,49	1.966	—	12,4	0,0435	0,0000085		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Hg	200,61	80	14,26	1,76	–38,83	357,2	13,595	0,9408	—		триг.
Шаблон:Dotted cell	Rb	85,44	37	56,2	2,81	38,5	696	1,52	0,113	0,0000900		об.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Ru	101,7	44	8,28	148	1.950	—	12,3	0,076	0,0000067		гекс.
Шаблон:Dotted cell	Sm	150,43	62	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Pb	207,22	82	18,27	1,93	327,5	1.755	11,34	0,198	0,0000291		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Se	78,96	34	16,5	1,26	220	688	4,4 (кр.)	95	0,0004390		гекс.
Шаблон:Dotted cell	Ag	107,88	47	10,27	1,59	961	2.150	10,51	0,0162	0,0000193		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Sc	45,10	21	18	1,64	1.200	9.400	2,5	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Sr	87,63	38	33,7	2,36	757	1.366	2,6	0,227	—		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Sb	121,76	51	18,20	1,23	631	1.645	6,69	0,39	0,000084		триг.
Шаблон:Dotted cell	Tl	204,39	81	17,25	1,89	302,5	1.306	11,83	0,76	0,0000294	Шаблон:Lbrace	гекс. гр.-ц. к.	Шаблон:Rbrace
Шаблон:Dotted cell	Ta	180,88	73	11,2	1,64	3.027	—	16,6	0,14	0,0000067		об.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Te	127,61	52	20,4	1,46	452	1.390	6,25	—	0,0000344		гекс.
Шаблон:Dotted cell	Tb	159,2	65	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	Ti	47,90	22	10,7	1,62	1.800	—	4,5	0,475	—		гекс.
Шаблон:Dotted cell	Th	232,12	90	19,9	—	1.730	—	11,7	0,18	—		гр.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Tu	169,4	69	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Dotted cell	U	238,14	92	12,34	—	1.690	—	18,7	0,60	—		—
Шаблон:Dotted cell	Cr	52,01	24	7,32	1,42	1.915	—	7,1	0,150	0,0000067		об.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Cs	132,91	55	71,0	3,04	28,4	670	1,87	0,190	0,0000970		об.-ц. к.
Шаблон:Dotted cell	Ce	140,13	58	20,7	2,02	815	—	6,8	—	—	Шаблон:Lbrace	гр.-ц. к. гекс.	Шаблон:Rbrace
Шаблон:Dotted cell	Zn	65,38	30	9,16	1,53	419,5	907	7,12	0,058	0,0000171		гекс.
Шаблон:Dotted cell	Zr	91,22	40	13,97	1,71	1.857	—	6,53	0,410	—	Шаблон:Lbrace	гекс. об.-ц. к.	Шаблон:Rbrace
Шаблон:Dotted cell	Er	167,64	68	—	—	—	—	—	—	—		—
Шаблон:Razr2: гр.-ц. к. — гранецентрированный куб, об.-ц. к. — объемноцентрированный куб, куб.-алм. — кубическая структура типа алмаза, гекс. — гексагональная структура, триг. — тригональная, тетраг. — тетра- гональная.

Металлы и их сплавы по своему составу или по их применению образуют многочисленные группы: стали, бронзы, латуни, легкие сплавы, подшипниковые, баббиты, припои, антикоррозионные, кислотоупорные, легкоплавкие, электротехнические, ферросплавы и т. д. Знакомство человека с М. началось с золота, серебра, меди, далее с легковыделяемыми М. — оловом, свинцом, ртутью, железом; в Средние века — с сурьмой, висмутом, цинком, далее с мышьяком; большинство М. было открыто в начале 19 в. Огромное значение М. в истории человека связано с обозначением этапов развития его: каменный век, бронзовый, железный и начинающийся век легких металлов (алюминия, магния и др.).

Научное исследование М. и сплавов началось в конце 19 в. с развития учения о гетерогенных равновесиях Шаблон:Lsafe (см.) и особенно Розебума и Шаблон:Lsafe (см.) и приложения физико-химич. методов исследования: Шаблон:Lsafe (см.) по кривым охлаждения и нагревания, анализа по кривым электропроводности, твердости и др. свойств, микроскопич. анализа и особенно рентгенографии. Наука о М. и сплавах получила широкое развитие, в СССР благодаря трудам акад. Н. С. Шаблон:Lsafe (см.) и его школы, к-рые создали общее учение о соотношении между составом и физико-химич. свойствами сплавов — «физико-химический анализ» (см. Шаблон:Lsafe).

Шаблон:Razr2. В наружной оболочке земли глубиною до 16 км, имеющей средний уд. вес 2,8, металлические элементы имеют меньшее распространение (21 %), чем неметаллы (79%) (табл. 2) (см. Шаблон:Lsafe).

Шаблон:Razr2

а) В земной коре		б) В земном шаре в целом:
Шаблон:Dotted cell	49,5	Шаблон:Dotted cell	39,7
Шаблон:Dotted cell	26,0	Шаблон:Dcn2	27,7
Шаблон:Dotted cell	7,5	Шаблон:Dcn2	14,5
Шаблон:Dotted cell	4,2	Шаблон:Dcn2	8,7
Шаблон:Dotted cell	3,25	Шаблон:Dcn2	3,2
Шаблон:Dotted cell	2,40	Шаблон:Dcn2	2,5
Шаблон:Dotted cell	2,25	Шаблон:Dcn2	1,8
Шаблон:Dotted cell	2,05	Шаблон:Dcn2	0,6
Шаблон:Dotted cell	0,85	Шаблон:Dcn2	0,4
Шаблон:Dotted cell	0,5	Шаблон:Dcn2	0,2

Средний уд. вес всей земли — 5,7; состав метеоритов и ряд других соображений заставляют предполагать в центре земли металлич. ядро, содержащее до 80—88% железа, до 10% никеля; далее между этим металлич. ядром и наружной силикатной зоной предполагается слой сульфидов и окислов М.; принимая эти соображения, получаем преобладание М. (56,5%) над неметаллами (43%). Характерно преобладание легких и средних элементов над тяжелыми. Немногие М. встречаются преимущественно в самородном виде: золото, платина и все платиновые металлы. Серебро, ртуть, медь, висмут и железо (в виде железных метеоритов) встречаются в самородном виде гораздо реже. Большинство М. мы встречаем в виде Шаблон:Lsafe (см.).

Шаблон:Razr2 раньше резко противопоставлялись, теперь же установлены все переходы между ними. Способность полуметаллич. веществ растворяться и приплавляться к М. лежит в основе «металлокерамики», покрытии металлов защитными неметаллич. слоями, связывании металлич. основой сверхтвердых карбидов в виде т. н. сверхтвердых сплавов (см. Шаблон:Lsafe) и т. п.

Строение М. Шаблон:Razr2. Атомы М. обладают значительно большей, по сравнению с атомами неметаллов, способностью отдавать Шаблон:Lsafe (см.) под влиянием воздействия ряда факторов: температуры (см. Шаблон:Lsafe) Т лучистой энергии световых лучей и особенно рентгеновых лучей (см. Шаблон:Lsafe, Шаблон:Lsafe, Шаблон:Lsafe), а также при химич. взаимодействиях. Уже с конца 19 в. исключительно высокую проводимость М. (проводников I рода) объясняли наличием в М. свободных электронов. В настоящее время благодаря развитию Шаблон:Lsafe (см.), связывающей движение электронов в М. с взаимодействием электронных волн, а также применению квантовой статистики (см. Шаблон:Lsafe) создалась довольно стройная теория металлич. состояния. Теория строения М. охватила большой комплекс свойств М. и подходит уже к объяснению механич. свойств металлов.

Шаблон:Razr2. Расплавленные М. в области температур, близких к кристаллизации, показывают в рентгенограммах наибольшую интенсивность размытого интерференционного кольца на месте наиболее ярких линий дебаеграммы твердого кристалла, что дает основание предполагать в жидком М. неустойчивые атомные комплексы, носящие характер группировок, имеющихся в кристаллической решотке; благодаря наличию таких зародышей кристаллов даже при ультрабыстром охлаждении жидких М. не удается получить некристаллические, аморфные М. Получаемые восстановлением в растворах коллоидные М. при рентгенографич. анализе оказались также все кристаллическими. Таким образом, аморфных М. наука не знает. При кристаллизации М. в сплаве одновременно возникает много центров кристаллизации, и практически мы получаем М. в виде поликристаллич. агрегата — поликристаллич. М. (см. Шаблон:Lsafe, Шаблон:Lsafe).

Шаблон:Razr2. Применяя ряд приемов, напр. медленно выдвигая из печи остроконический конец тигля, в к-ром образуется лишь один центр кристаллизации, со скоростью, меньшей роста кристалла, можно закристаллизовать весь М. в виде одного Шаблон:Lsafe (см.). На монокристаллах ныне изучены хорошо как физические, механические, так и химич. свойства, зависящие от направления и ориентировки кристалла. Особенно резко проявляются различия в механич. свойствах монокристаллического и поликристаллич. М., например, различия пластической деформации. Изучение свойств монокристаллов дало возможность объяснить многие свойства поликристаллич. металлов.

Шаблон:Razr2. В отличие от большинства химич. соединений кристаллич. решотки М. отличаются простотой атомного расположения. Как видно из табл. 1, большинство чистых М. имеет кубич. решотку. Решотки М., принадлежащих к одной и той же подгруппе периодич. системы, обычно одинаковы. Тождественность внутренней структуры решотки и близость их параметров в значительной степени определяют способность М. в сплавах образовывать твердые растворы, хотя не последнюю роль играют и внутренние силы взаимодействия.

Шаблон:Razr2. У многих М. имеется две или больше полиморфных модификации. Железо имеет 4 формы: $\alpha$-магнитную, устойчивую до 768°, $\beta$-немагнитную, устойчивую до 906°, $\gamma$ — до 1.401°, $\delta$ — до плавления при 1.529°; $\alpha ,\beta ,\delta$ имеют одинаковый тип решотки центрированного куба, $\gamma$ — гранецентрированного куба. Олово имеет три модификации. Полиморфные превращения установлены также для марганца, никеля, кобальта, циркония, таллия, цинка, кальция и др. (см. при соответственных М.).

Физические свойства М. Шаблон:Razr2 Цвет М. в сплавленном и отполированном виде колеблется от стально-серого до серебристо-белого. Окрашенными М. являются только медь (красная), золото (желтое), висмут (красноватый). Образование тонких пленок окисей вызывает дополнительные окраски. При нагревании Шаблон:Lsafe (см.) появляются характерные цвета побежалости, появление к-рых зависит от затухания определенных цветов вследствие интерференции двух лучей, отраженных от поверхностей окисной пленки и М. Пары нек-рых М. также окрашены: калия — в фиолетовый цвет, натрия — в желтый. Интересно, что некоторые коллоидные М. имеют весьма разнообразную окраску, зависящую от величины, строения и состояния поверхности ультрачастиц у взвешенного М. (см. Шаблон:Lsafe).

Шаблон:Razr2 (см. табл. 1). Удельный вес М. в твердом состоянии чрезвычайно сильно зависит от способа получения и обработки М. (литой, прокованный, отожженный), а потому колебания в данных составляют часто несколько единиц второго знака после запятой. По величине уд. в. различают легкие М. (уд. в. ниже 5) и тяжелые М. (уд. в. выше 5). Металлический литий (уд. в. 0,534) является самым легким «твердым телом при обыкновенной температуре; осмий (уд. в. 22,48) — самым тяжелым. Удельный вес сплавов обычно лежит в пределах удельных весов М. компонентов.

Шаблон:Razr2 М. колеблется от –38,8° (ртуть) до +3.390°(вольфрам) — см. табл. 1. Наиболее тугоплавкий М. — вольфрам — уступает по плавкости углероду — графиту (3.600°) — и наиболее тугоплавким из всех тел — карбидам тантала и гафния (4.250°). Некоторые эвтектические (см. Шаблон:Lsafe) сплавы обладают весьма низкой темп. плавления. Сплав железа (1.530°) и углерода (3.600°) — чугун (4,2% углерода) — плавится при 1.145°; сплав 23% натрия (97,8°) и 77% калия (63,6°) является жидким при обыкновенной температуре (плавление при –12,5°). Сплав Вуда: 50% висмута (27°), 25% свинца (328°), 12,5% олова (232°) и 12,5% кадмия (321°), плавится при +66°, он используется для заливки типографских матриц. При образовании резко выраженных соединений в сплавах темп. плавления может, наоборот, резко повыситься; так, сурьма (63°) с алюминием (660°) образует соединение AlSb, плавящееся при 1.030°. При плавлении М. расширяются скачком, за исключением висмута и галлия, сокращающихся при плавлении.

Шаблон:Razr2 (см. табл. 1). Наиболее низкокипящим М. является ртуть (357°); температуры кипения некоторых тугоплавких М. (вольфрам, тантал) достигают 5.000°. Упругость пара мышьяка достигает атмосферного давления (1 атм.) уже при 635°, вследствие чего плавление мышьяка при 817° удается только под давлением в 36 атм. Возгоняемость М. и понижение темп. кипения при уменьшенном давлении ныне все более используется в промышленных масштабах для очистки ряда М. от примесей (ртуть, кадмий, цинк, магний, марганец и др.), а также для разделения металлов использованных сплавов.

Шаблон:Razr2 М. Вместе с электропроводностью относится к характерным свойствам М., лучше всего объясняемых современной электронной теорией М. (см. ниже). Теплопроводность в основном параллельна электропроводности; при понижении температуры теплопроводность постепенно увеличивается. Наиболее теплопроводным является серебро. В сплавах, особенно при образовании твердых растворов, теплопроводность, как и электропроводность, сильно понижается.

Шаблон:Razr2 М. колеблется от величины 0,0000970 для цезия до 0,0000043 для вольфрама (см. табл. 1).

Шаблон:Razr2 (см. табл. 1) в тысячи раз выше неметаллических тел. Электропроводность металлов не связана с химическими изменениями и заключается в переносе электричества свободными электронами металлов. Электропроводность металлов падает с повышением температуры (отрицательный температурный коэффициент). При понижении температуры и особенно при приближении к абс. нолю (–273°) проводимость резко возрастает — появляется открытая Камерлинг-Оннесом сверхпроводимость. В интервале долей градуса электропроводность увеличивается до бесконечности (т. е. сопротивление падает почти до ноля). Это явление наступает у ниобия при 9.2° абс. шкалы, у свинца — при 7,3°, у ртути — при 4,22°, у алюминия — при 1,14°, у цинка — при 0,78°. Явление сверхпроводимости установлено и для сплавов. Электропроводность сплавов, особенно в случае твердых растворов, значительно ниже чистых металлов. Электротехнические сплавы, в основном твердые растворы нескольких М., как реотан, манганин, константан, нихром, обладают большим сопротивлением и ничтожным температурным коэффициентом.

Шаблон:Razr2. При нагревании места контакта или спая двух металлич. проволок разного состава (разные М.) на свободных концах проволок возникает разность потенциалов, измеряемая милливольтметрами. Термоэлектродвижущая сила широко используется для измерения температур от абс. ноля до 2.500° с помощью термопар (см. Шаблон:Lsafe, Шаблон:Lsafe), представляющих большие удобства и дающих большую точность, а также допускающих при использовании очень тонких проволок регистрацию быстрых колебаний температур в малых объемах.

Шаблон:Razr2. Явно магнитными — ферромагнитными — являются только три М.: железо (до 769°), никель (до 350°), кобальт (до 1.100°), их сплавы и некоторые из их соединений. Остальные М. разделяются на: 1) парамагнитные — усиливающие магнитное поле — и 2) диамагнитные — ослабляющие его. Интерес представляют Гейслеровы сплавы из немагнитных М. (сплавы алюминия или меди с марганцем, с добавками других М.), обладающие ферромагнитными свойствами.

Шаблон:Razr2 М. зависят резко от: 1) чистоты, 2) размеров, формы и расположения кристаллов, 3) наличия остаточных деформаций («наклепа»), вызванных механич. обработкой; наклеп снимается нагреванием металлов. Длительное нагревание поликристаллич. М. вызывает перекристаллизацию, заключающуюся в росте зерен и в уменьшении их числа. За исключением немногих хрупких М. — напр. висмута, сурьмы, при нагревании цинка и олова — большинство М. обладает высокой способностью деформироваться: прокатываться до тончайших листов и вытягиваться в тончайшие проволоки (золото, вольфрам — диаметром до 0, 0001 мм). Чем чище М., тем он мягче. Наиболее характерны механич. испытания М. на: растяжение (разрыв), сжатие, упругость, твердость, а также на технологич. свойства: удар, продавливание, изгиб (количество изгибаний), прочность при постоянной (статической) и переменной нагрузке.

Шаблон:Razr2 на холоду (холодная обработка) и при нагревании (горячая) вносит значительные изменения почти во все свойства, физические, механические и химические, металлов. Структура М. изменяется особенно резко при ковке и прокатке. О механических свойствах и обработке сплавов см. в статьях о соответствующих металлах и сплавах.

Химические свойства. Отличающиеся исключительным разнообразием по составу и свойствам соединения М. образуются путем перехода электронов — в зависимости от валентности М. от одного до восьми — с атомов М. на атомы неметаллов, напр.:

2(Na⁺+эл.) + Шаблон:Хим2 = 2[Na⁺+(Cl + эл.)].

В солеобразных соединениях атомы М., отдавшие электроны, превращаются в положительно заряженные ионы (катионы), несущие столько положительных зарядов, сколько ими отдано электронов, а атомы неметаллов, приобретшие электроны, превращаются в отрицательно заряженные ионы (анионы). Наличие ионов при условии их подвижности (в растворах, расплавах, а также при известных температурах и в твердом состоянии) обусловливает электропроводность 2-го рода (неметаллическая или ионная), которая повышается с увеличением температуры (положительный температурный коэффициент). Пропускание постоянного тока через проводники 2-го рода вызывает электролиз, широко используемый для выделения или очистки металлов. Взаимодействие М. с электролитами в значительной степени определяется положением в ряду напряжений. Практические свойства М. иногда резко отличаются от истинных вследствие образования на поверхностях М. защитных пленок окислов. В виду громадных потерь М. от коррозии получение защитных пленок на М. приобретает исключительное народно-хозяйственное значение. Свойство М. давать непроводящие ток пленки используется также для электролитич. выпрямителей переменного тока.

Шаблон:Razr2. М. в жидком состоянии поглощают иногда большие количества газов, в большем своем количестве выделяемых при застывании М. с разбрызгиванием; так, расплавленное серебро поглощает до 20 объемов кислорода. Твердые М. также растворяют газы — палладий поглощает до 1.000 объемов водорода при обычном давлении (см. Шаблон:Lsafe).

Шаблон:Razr2. Расплавленные М. далеко не во всех комбинациях растворяют друг друга. Два слоя образуют, напр., железо со свинцом, висмутом, серебром, медью и др., цинк со свинцом и др. Различают три основных типа взаимоотношений: 1) каждый из М. кристаллизуется самостоятельно, образуются эвтектические сплавы (механич. смеси кристаллов этих М.); 2) М. образуют твердые растворы, если их кристаллические решотки одного типа и близких параметров, например железо и никель, серебро и золото; в этом случае М. кристаллизуются в общих кристаллах, в к-рых атомы этих М. взаимно перемешаны; 3) М. образуют интерметаллические соединения или в простых стехиометрических отношениях или в виде т. н. фаз переменного состава. Интерметаллические соединения образуются часто с большим выделением тепла, не меньшим, чем при образовании типичных химич. соединений. Обычная валентность в этих соединениях не соблюдается, что заставляет считать природу интерметаллич. связей глубоко отличной от таковой в химич. соединениях; так, напр., почти все соединения золота разлагаются при нагревании до 500°, тогда как нек-рые интерметаллические соединения золота устойчивы св. 1.000°.

Лит.: [[Густав Генрихович Тамман|Шаблон:Razr2 Г.]], Металловедение, пер. и ред. А. С. Займовского, с 4 доп. нем. издания, М. — Л., 1935; Шаблон:Razr2 Г. А., Курс общей металлографии, т. I — III, Л. — М. — Свердловск, 1934—37; Шаблон:Razr2 N. F. and Шаблон:Razr2 Н. Т., The theory of the properties of metals and alloys, Oxford, 1936; Техническая энциклопедия, Справочник физических, химических и технологических величин, т. II, М., 1929.