Periodičnost svojstava metala i nemetala

U prirodi se u elementarnome stanju pojavljuju slabo reaktivni metali kao što su zlato, srebro i bakar. Većinu ih nalazimo u obliku različitih spojeva, u mineralima i rudama. Metale u elementarnome stanju označujemo njihovim kemijskim simbolima: Al, Cu, Cr, Zr itd.

Metali su neprozirne tvari metalnoga sjaja, većinom bijele ili sive boje, osim crvenoga bakra i žutoga zlata. Metalni je sjaj posljedica refleksije svjetlosti na pokretljivim (valentnim) elektronima. Navedena svojstva zajednička su većini metala dok se, primjerice, po gustoći i talištu metali jako razlikuju.

Laki metali imaju gustoću manju od 5 g/cm³, primjerice aluminij, magnezij, kalcij i alkalijski metali. Teški metali imaju gustoću veću od 5 g/cm³, primjerice olovo, željezo, živa, zlato.

Većina se metala može kovati, izvlačiti u žice i valjati u folije. Metali su dobri vodiči topline i elektriciteta. Dijelimo ih na plemenite, poluplemenite i neplemenite metale, ovisno o tome koliko su otporni na utjecaj zraka, vlage i ugljikova(IV) oksida.

Miješanjem dvaju ili više metala, rjeđe metala i nemetala, u rastaljenome stanju nastaju slitine ili legure koje se svojstvima bitno razlikuju od čistih metala. Više o njihovim svojstvima i uporabi pogledajte u videozapisu Slitine.

Na desnoj strani periodnoga sustava nalaze se nemetali, skupina od 18 srodnih kemijskih elemenata. Na sobnoj su temperaturi u plinovitome agregacijskom stanju plemeniti plinovi te vodik, kisik, dušik, fluor i klor. Brom je tekućina, a ugljik, fosfor, sumpor, selenij i jod čvrste su tvari. Za razliku od metala, većina se nemetala u prirodi javlja u elementarnome stanju. Plemeniti su plinovi građeni od slobodnih atoma te se označuju simbolom elementa: He, Ne i dr. Osim plemenitih plinova, atomi nemetala najčešće se povezuju kovalentnim vezama u dvoatomne molekule: H₂, O₂, N₂, F₂, Cl₂, Br₂ i I₂, a sumpor i fosfor povezuju se u višeatomne molekule: S₈ i P₄.

Ugljik se označuje simbolom elementa, C, iako je poznato da se u grafitu i dijamantu nalazi velik broj ugljikovih atoma. Od svih navedenih nemetala jedino je grafit, alotropska modifikacija ugljika, dobar vodič električne struje i topline.

Za razliku od metala, nemetali su uglavnom niskoga tališta, mekani i male gustoće.

Kemijska svojstva elemenata općenito određuju valentni elektroni atoma i njihova veličina. Porastom broja valentnih elektrona atoma elemenata duž periode sve su manje izražena metalna, a sve više nemetalna svojstva.

Spojeve elemenata s kisikom općenito nazivamo oksidima. Prema vrsti kemijskoga vezivanja oksidi mogu biti ionski i kovalentni, a prema svojstvima su bazični, kiseli, amfoterni i neutralni. Neutralni oksidi u reakciji s vodom ne pokazuju ni bazična ni kisela svojstva, primjerice ugljikov(II) oksid, CO, i dušikov(II) oksid, NO.

Kloridi su soli klorovodične kiseline, HCl. Osim u reakciji s klorovodičnom kiselinom, kloridi mogu nastati i sintezom odgovarajuće elementarne tvari s klorom.

Natrijev klorid, magnezijev klorid, aluminijev klorid i fosforov(V) klorid čvrste su tvari, dok su silicijev klorid i fosforov(III) klorid pri sobnoj temperaturi u tekućemu agregacijskom stanju.

Atomi metala i nemetala grade s vodikom spojeve različite strukture i svojstava. Prema vrsti veze dijele se na ionske, kovalentno-ionske i kovalentne spojeve, a prema svojstvima dijele se na bazične, kisele, amfoterne i neutralne.