Kovy

Tři čtvrtiny všech prvků v periodické soustavě jsou kovy. Řadí se mezi ně s prvky (až na vodík a helium), d, f a některé p prvky. Kovy se v tabulce nacházejí více vlevo a jejich kovový charakter směrem doleva stoupá.

Některé kovy se v přírodě nacházejí v elementárním stavu - ryzí (např. Au, Ag, Pt, Hg). Většina je vázána ve sloučeninách (jsou to hlavně oxidy, sulfidy, uhličitany, křemičitany, sírany, fosforečnany a chloridy).
Výskyt a dostupnost jednotlivých rud v přírodě a jejich chemické složení určuje způsob výroby a rozsah jejich zpracování. Výrobou kovů se zabývá hutnictví (metalurgie). Hutnické postupy jsou podle druhů rud a vyráběných kovů rozmanité.
Kovy se z rud získávají redukcí (redoxním procesem). K redukci se používají:
a) uhlík a oxid uhelnatý (výroba Fe, Mn, Sn, Pb, Zn)
b) kov (Al, Mg, Ca, Na) - výroba Cr
c) vodík nebo hydridy
d) elektrolýza vodných roztoků (výroba Cu, Zn)
taveniny (výroba Al, alkalických kovů)
e) speciální postupy - tepelný rozklad, destilace, sublimace apod.

Chemická vazba mezi atomy kovů se nazývá kovová. Její model předpokládá, že krystal kovu se skládá z kationtů rozmístěných v pravidelné prostorové mřížce. Kationty jsou ve svých polohách udržovány nábojem volně pohyblivých valenčních elektronů. Chování valenčních elektronů se do jisté míry podobá chování částic plynu, a proto se někdy valenčním elektronům v kovech říká elektronový plyn. S touto vnitřní strukturou kovů a s kovovou vazbou souvisejí typické vlastnosti kovů.

Kovový lesk je způsoben značnou schopností kovů odrážet viditelné světlo. Kovy světlo nepropouštějí, a jsou proto i v tenkých vrstvách neprůhledné.
Kovy se vyznačují kujností, tažností a ohebností. Mohou se z nich vytáhnout i tenké dráty, vytepat mikroskopicky tenké plátky nebo je lze ohnout do požadovaných tvarů. Tuto vlastnost lze vysvětlit tak, že částice tvořící krystalovou mřížku se vlivem vnějších sil po sobě snadno posunují, aniž by došlo ke změně sil mezi nimi a porušila se soudržnost.
Kovy jsou vodiči tepla a elektřiny. To je způsobeno faktem, že ve struktuře kovů jsou přítomny volně pohyblivé elektrony. Vodivost kovů se s rostoucí teplotou snižuje.
Kovy patří mezi elektropozitivní prvky. S rostoucím počtem elektronových vrstev roste velikost atomů a současně s tím klesá schopnost jader poutat valenční elektrony. Čím snáze atomy prvků valenční elektrony uvolňují, tím snáze přechází v kationty. Prvek se přitom oxiduje, a má tedy redukční účinky.

Vlastnosti kovů se značně liší, rozdílnost vyjadřuje elektrochemická řada kovů:
K Ca Mg Al Mn Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt

- klesají redukční účinky: kov umístěný vlevo dokáže z roztoku soli určitého kovu vpravo tento kov vyredukovat
- klesá chemická reaktivita: např. draslík je nutno uchovávat pod petrolejem, neboť reaguje již se vzdušným kyslíkem, bouřlivě reaguje s vodou, železo na vzduchu pozvolna koroduje a reaguje jen rozžhavené s přehřátou vodní párou, rtuť je na vzduchu stálá a s vodou nereaguje
- klesá snaha reagovat se zředěnými kyselinami:
kovy vlevo od vodíku - vytěsňují vodík z kyselin
kovy vpravo od vodíku - nevytěsňují vodík z kyselin
= ušlechtilé kovy

Význačnou vlastností kovů je jejich schopnost tvořit slitiny - směsi dvou nebo více kovů, popř. kovů a nekovů. Jsou to většinou homogenní látky, které mají kovové vlastnosti. Vlastnostmi se vesměs liší od výchozích složek, lze je měnit změnou vzájemného poměru složek nebo změnou samotných složek. Z hlediska technické praxe mají slitiny obvykle lepší fyzikální a chemické vlastnosti než čisté kovy, ze kterých se skládají (větší tvrdost, pevnost, tažnost, odolnost).
Vnitřní struktura slitin je rozdílná. Rozhoduje o ní zejména vzájemná velikost atomů prvků. Prvky, které mají přibližně stejné velikosti atomů, tvoří krystalovou mřížku, v níž jsou atomy kovů navzájem zastupitelné (substituční slitiny). Pokud se atomy prvků výrazně od sebe odlišují, mohou vzniknout slitiny, kde v mezerách mřížky kovů s většími atomy jsou umístěny malé atomy druhého prvku (vmezeřené slitiny).

Jednotlivé kovy se liší svou stálostí vůči vnějším podmínkám. Působením kyslíku, vody, oxidu uhličitého a dalších látek se vytváří na povrchu kovů vrstvička sloučenin, které již nemají vlastnosti kovů. Vyrobené kovové předměty znehodnocují, čímž způsobují značné škody. Těmto změnám se říká koroze. Proti korozi se kovové předměty chrání různými nátěry, zinkováním, cínováním, chromovými povlaky nebo vrstvičkami stálých nerozpustných sloučenin.

Nejtypičtější kovy z chemického hlediska jsou alkalické kovy (I.A skupina). Mají největší atomové poloměry, takže jejich jediný valenční elektron přitahují síly jádra jen velmi málo. Jsou ze všech kovů nejreaktivnější, jejich reaktivita stoupá s rostoucím protonovým číslem. Jsou elektropozitivní, ve sloučeninách tvoří kationty.
Sodík a lithium se vyrábějí elektrolýzou tavenin svých chloridů. Na katodě se redukují kationty na příslušný kov, na anodě oxidací chloridových iontů vzniká chlor.
Draslík se získává například redukcí chloridu draselného sodíkem a destilací draslíku ze směsi.

Stejně jako alkalické kovy také kovy alkalických zemin ve II.A skupině jsou elektropozitivní a velmi reaktivní prvky.

Mezi ušlechtilé kovy patří kovy platinové, prvky I.B skupiny a rtuť. Ve srovnání s alkalickými kovy jsou málo reaktivní, z kyselin nevytěsňují vodík, mají výrazně větší teploty tání, větší hustoty a menší atomové poloměry.
Prvky I.B. skupiny (Cu, Au, Ag) jsou kujné, tažné a jsou nejlepšími vodiči tepla a elektřiny. Jsou součástí významných slitin (bronz, mosaz, mincovní slitiny), používají se v klenotnictví, elektrotechnice a sloučeniny stříbra při fotografování.
Platinové kovy se používají při výrobě šperků, termočlánků, radarů, chirurgických nástrojů.

Vůbec nejdůležitějším kovem je železo, které se používá ve formě litin a oceli.