Metalele și aliajele lor sunt utilizate în mod universal pentru construcția de mașini, echipamente, unelte etc. În ciuda unei game largi de materiale artificiale, ceramică, adezivi, metalele reprezintă principalul material de construcție și vor continua să domine în viitorul apropiat.
În natură, metalele se găsesc în formă pură, precum și în minereuri, oxizi și săruri. Elementele stabile chimic (Pt, Au, Ag, Hg, Cu) se găsesc în formă pură. Greutatea celei mai mari pepite de cupru este de 420 de tone, argint — 13,5 tone, aur — 112 kg.
Din cele 109 elemente descoperite, reprezentate în sistemul periodic al elementelor lui D. I. Mendeleev, 22 sunt nemetale. Toate elementele situate la stânga liniei bold step trasată de la bor la astat (de la nr. 5 la nr. 85) aparțin metalelor, iar la dreapta — nemetalelor. Această graniță nu este absolut strictă, printre elementele situate în apropierea liniei există elemente intermediare între metale și nemetale, numite uneori semimetale.
Materialele metalice sunt în general împărțite în două grupe mari: fierul și aliajele de fier (oțel și fontă) sunt numite metale feroase, iar celelalte metale și aliajele lor sunt numite metale neferoase. În plus, toate metalele neferoase utilizate în inginerie sunt la rândul lor împărțite în următoarele grupe
- metale ușoare Mg, Ve, Al, Ti cu densitate de până la 5 g/cm 3 ;
- metale grele Pb, Mo, Ag, Au, Pt, W, Ta, Ir, Os cu densitate mai mare de 10 g/cm 3 ;
- metale cu punct de topire ușor Sn, Pb, Zn cu puncte de topire de 232, 327, respectiv 410 °C;
- metale refractare W, Mo, Ta, Nb cu punct de topire semnificativ mai mare decât cel al fierului (> 1536 °C);
- metale nobile Au, Ag, Pt cu rezistență ridicată la coroziune;
- metalele de uraniu, sau actinoide (actinide), utilizate în ingineria nucleară;
- metale de pământuri rare (REM) — lantanide, utilizate pentru modificarea oțelului;
- metalele alcaline și alcalino-pământoase Na, K, Li, Ca în stare liberă sunt utilizate ca lichide metalice de răcire în reactoarele nucleare; sodiul este, de asemenea, utilizat ca catalizator în producția de cauciuc artificial, iar litiul este utilizat pentru alierea aliajelor de aluminiu ușoare și rezistente utilizate în construcția de aeronave.
Proprietățile metalelor sunt diverse. Mercurul îngheață l a-38,8 °C, tungstenul rezistă la temperaturi de funcționare de până la 2000 °C (T пл = 3410 °C), litiul, sodiul, potasiul sunt mai ușoare decât apa, iar iridiul și osmiul sunt de 42 de ori mai grele decât litiul. Conductivitatea electrică a argintului este de 130 de ori mai mare decât cea a manganului. Cu toate acestea, metalele au proprietăți comune caracteristice. Acestea includ:
- ductilitate ridicată;
- conductivitate termică și electrică ridicată;
- coeficientul de temperatură pozitiv al rezistenței electrice, ceea ce înseamnă că rezistența crește odată cu creșterea temperaturii, și supraconductivitatea multor metale (aproximativ 30) la temperaturi apropiate de zero absolut;
- reflectivitate bună (metalele sunt opace și au un luciu metalic caracteristic);
- emisie termoelectronică, adică capacitatea de a emite electroni atunci când sunt încălzite;
- structură cristalină în stare solidă.
