Metallar (lot. metallum — qad. yun. μέταλλον — «shaxta, kon») — kimyoviy elementlar guruhi bo‘lib, ular oddiy moddalar holida normal sharoitda quyidagi o‘ziga xos metall xossalarga ega: yuqori issiqlik va elektr o‘tkazuvchanligi, musbat elektr qarshilikning harorat koeffitsiyenti, yuqori plastiklik, bolg‘alanuvchanlik hamda o‘ziga xos metall yaltiroqligi.

«Metall» so‘zi o‘zlashma so‘z bo‘lib, rus tiliga nemis tilidan kirib kelgan. Bu so‘z 1534-yilda Nikolay Lyubchanin tomonidan yozilgan «Giyohnoma»da uchraydi: «…oltin va kumush barcha metallardan ustundir». So‘z Pyotr I davrida to‘liq o‘zlashgan. Dastlab u «mineral, ruda, metall» degan umumiy ma’noda ishlatilgan; bu tushunchalarning farqlanishi esa M. V. Lomonosov davrida yuz bergan.

Nemis tilidagi metall so‘zi lotin tilidan o‘zlashgan bo‘lib, unda metallum — «kon, metall» ma’nolarini bildiradi. Bu atama, o‘z navbatida, yunon tilidan o‘zlashgan (μεταλλον — «kon, shaxta»).

118 ta kimyoviy elementdan, 2019-yil holatiga ko‘ra, ko‘pincha quyidagilar metallarga kiritiladi (metallning umumiy qabul qilingan yagona kimyoviy ta’rifi yo‘q; masalan, yarim metallar va yarimo‘tkazgichlar har doim ham metallarga kiritilmaydi):

• 6 ta element ishqoriy metallar: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr;
• 6 ta element ishqoriy-yer metallari: Ca, Sr, Ba, Ra; shuningdek, Mg va Be;
• 38 ta element o‘tish metallari:
  • Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn;
    Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd;
    Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg;
    Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, Ds, Rg, Cn;
• 7 ta element yengil metallar: Al, Ga, In, Sn, Tl, Pb, Bi;
• 7 ta element yarim metallar: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po;
• 14 ta element lantanoidlar + lantan (La): Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu;
• 14 ta element aktinoidlar (barcha elementlarning fizik xossalari o‘rganilmagan) + aktiniy (Ac): Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr.

Metall xossalariga, shuningdek, metall vodorod ham ega bo‘lib, u nihoyatda yuqori bosim va juda past haroratda olinadi; vodorodning bu allotropik shakli metastabil bo‘lishi va normal sharoitda ham o‘z xossalarini saqlab qolishi mumkin deb taxmin qilinadi. Shunga qaramay, vodorod metall hisoblanmaydi.

Shunday qilib, kashf etilgan elementlarning 90 tadan ortig‘i metallarga kiritilishi mumkin.

Astrofizikada «metall» atamasi boshqacha ma’noga ega bo‘lib, geliydan og‘ir bo‘lgan barcha kimyoviy elementlarni bildirishi mumkin (qarang: Metallilik).

Bundan tashqari, fizikada metallar o‘tkazgichlar sifatida yarimo‘tkazgichlar va dielektriklarga qarama-qarshi qo‘yiladi (shuningdek qarang: Yarim metall).

Metallarning ayrim guruhlari va oilalari (turli tasniflar bo‘yicha)

Metallarning kimyoviy xossalariga ko‘ra turlari

• Ishqoriy metallar (masalan, litiy, natriy, kaliy)
• Ishqoriy-yer metallari (masalan, kalsiy, stronsiy, bariy)
  • Ko‘pincha ishqoriy-yer metallariga kiritiladigan boshqalari: berilliy, magniy
• O‘tish metallari (masalan, uran, titan, temir, nikel, kobalt, molibden, volfram, platina)
• O‘tishdan keyingi metallar:
  • Yengil metallar (masalan, alyuminiy, qalay)

Metallarning fizik xossalari va iqtisodiyot tarmoqlari bo‘yicha turlari

• Og‘ir metallar (masalan, qo‘rg‘oshin, mis, simob, kadmiy, kobalt)
• Qiyin eriydigan metallar (masalan, molibden, volfram)
• Rangli metallar (masalan, qo‘rg‘oshin, mis, qalay, rux, nikel)
• Nodir metallar: oltin, kumush va platina guruhi metallari

Metallarning aksariyati tabiatda rudalar va birikmalar holida uchraydi. Ular oksidlar, sulfidlar, karbonatlar va boshqa kimyoviy birikmalarni hosil qiladi. Sof metallarni olish va ulardan foydalanish uchun ularni rudalardan ajratib, tozalash zarur. Zarur bo‘lganda legirlash va metallarga boshqa ishlov berish amallari bajariladi. Bularni metallurgiya fani o‘rganadi. Metallurgiyada qora metallar (asosan, temir asosidagi) va rangli metallar rudalari (tarkibida temir bo‘lmaydigan, jami 70 ga yaqin kimyoviy element) ajratiladi. Oltin, kumush va platina, shuningdek, qimmatbaho (nodir) metallar qatoriga kiradi. Bundan tashqari, metallar dengiz suvida va tirik organizmlarda oz miqdorda bo‘lib, muhim vazifalarni bajaradi.

Inson tanasining 3 foizi metallardan iborat ekani ma’lum. Organizmda eng ko‘p kalsiy (suyaklarda) va natriy bo‘ladi; natriy hujayralararo suyuqlik va sitoplazmada elektrolit vazifasini bajaradi. Magniy mushaklarda va asab tizimida, mis esa jigarda, temir esa qonda.

Ko‘pchilik metallarning tashqi elektron qavatida elektronlar soni oz (1-3 ta) bo‘ladi. Shuning uchun ular aksariyat reaksiyalarda qaytaruvchi sifatida ishtirok etadi (ya’ni elektronlarini «beradi»).

Metallar kislotalar bilan turlicha reaksiyaga kirishadi. Metallarning elektrokimyoviy faollik qatorida vodoroddan oldinda joylashgan metallar deyarli barcha kislotalar bilan ta’sirlashadi.

Nitrat kislota (HNO₃)

${\displaystyle 𝖢𝗎\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{(}\mathrm{𝟨𝟢}\mathrm{\%}\mathsf{)}\mathsf{=}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮}$

${\displaystyle \mathrm{𝟥}𝖢𝗎\mathsf{+}\mathrm{𝟪}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{(}\mathrm{𝟥𝟢}\mathrm{\%}\mathsf{)}\mathsf{=}\mathrm{𝟥}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖮\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮}$

Faol metallar bilan reaksiyalarda variantlar yanada ko‘p:

${\displaystyle 𝖹𝗇\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{(}\mathrm{𝟨𝟢}\mathrm{\%}\mathsf{)}\mathsf{=}𝖹𝗇\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮}$

${\displaystyle \mathrm{𝟥}𝖹𝗇\mathsf{+}\mathrm{𝟪}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{(}\mathrm{𝟥𝟢}\mathrm{\%}\mathsf{)}\mathsf{=}\mathrm{𝟥}𝖹𝗇\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖮\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮}$

${\displaystyle \mathrm{𝟦}𝖹𝗇\mathsf{+}\mathrm{𝟣𝟢}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{(}\mathrm{𝟤𝟢}\mathrm{\%}\mathsf{)}\mathsf{=}\mathrm{𝟦}𝖹𝗇\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮}$

${\displaystyle \mathrm{𝟧}𝖹𝗇\mathsf{+}\mathrm{𝟣𝟤}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{(}\mathrm{𝟣𝟢}\mathrm{\%}\mathsf{)}\mathsf{=}\mathrm{𝟧}𝖹𝗇\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮}$

${\displaystyle \mathrm{𝟦}𝖹𝗇\mathsf{+}\mathrm{𝟣𝟢}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{(}\mathrm{𝟥}\mathrm{\%}\mathsf{)}\mathsf{=}\mathrm{𝟦}𝖹𝗇\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮}$

Barcha metallarda valent elektronlarning (ya’ni tashqi energetik qavat elektronlarining) yadro bilan bog‘lanishi kuchsiz bo‘ladi. Shu sababli o‘tkazgichda hosil qilingan potensiallar farqi elektronlarning (ular o‘tkazuvchanlik elektronlari deyiladi) kristall panjarada jadal harakatlanishiga olib keladi. Bunday elektronlar yig‘indisi ko‘pincha elektron gazi deb ataladi. Elektronlardan tashqari fononlar (panjara tebranishlari) ham issiqlik o‘tkazuvchanligiga hissa qo‘shadi. Plastiklik dislokatsiyalarning siljishi va kristallografik tekisliklarning surilishi uchun energiya to‘sig‘i kichikligi bilan izohlanadi. Qattiqlik esa tuzilish nuqsonlarining ko‘pligi (tugunlararo atomlar, vakansiyalar va boshqalar) bilan tushuntiriladi.

Elektronlarni oson berishi sababli metallar oksidlanishi mumkin. Bu korroziyaga va xossalarining keyingi yomonlashuviga olib keladi. Oksidlanishga moyillikni metallarning faollik qatori orqali aniqlash mumkin. Bu holat metallardan boshqa elementlar bilan birgalikda (qotishma, ularning eng muhimi po‘lat) foydalanish, ularni legirlash va turli qoplamalar qo‘llash zarurligini tasdiqlaydi.

Metallarning elektron xossalarini aniqroq tavsiflash uchun kvant mexanikasidan foydalanish zarur. Yetarli simmetriyaga ega barcha qattiq jismlarda alohida atomlarning elektron energetik sathlari bir-birini qoplab, ruxsat etilgan energetik zonalarni hosil qiladi; valent elektronlardan hosil bo‘lgan zona esa valent zona deyiladi. Metallarda valent elektronlarning kuchsiz bog‘langanligi tufayli valent zona juda keng bo‘ladi va barcha valent elektronlar uni to‘liq to‘ldirishga yetmaydi.

Bunday qisman to‘lgan zonaning asosiy xususiyati shundaki, namunaga juda kichik kuchlanish berilganda ham valent elektronlarning qayta taqsimlanishi boshlanadi, ya’ni elektr toki oqa boshlaydi.

Elektronlarning shu yuqori harakatchanligi issiqlik o‘tkazuvchanligining ham yuqori bo‘lishiga, shuningdek, elektromagnit nurlanishni ko‘zgudek qaytarish qobiliyatiga sabab bo‘ladi (metallarga xos yaltiroqlik ham shundan kelib chiqadi).

Hech bir metallni mutlaqo sof holatda tayyorlab bo‘lmaydi. Texnik jihatdan «sof» deb ataladigan metallar tarkibida bir necha foizgacha aralashmalar bo‘lishi mumkin. Agar bu aralashmalar atom massasi kichik elementlardan (masalan, uglerod, azot yoki kisloroddan) iborat bo‘lsa, ularning atom foizidagi miqdori juda katta bo‘lishi mumkin. Metallga dastlab kirgan oz miqdordagi aralashmalar odatda kristall tarkibiga qattiq eritma shaklida qo‘shiladi. Asosan ikki xil qattiq eritma ajratiladi:

• birinchi turi shunday hosil bo‘ladiki, aralashma atomlari erituvchi metall atomlaridan ancha kichik bo‘lganda, erigan atomlar erituvchi kristall panjarasining tugunlari orasidagi bo‘shliqlarga joylashadi. Bunday qattiq eritmalar — singish qattiq eritmalari — hosil bo‘lishi deyarli doim erituvchi panjarasining kengayishi bilan kechadi; har bir erigan atom atrofida panjara mahalliy darajada buziladi;
• ikkinchi turida aralashma va erituvchi atomlari taxminan bir xil kattalikda bo‘ladi. Bunda o‘rin almashish qattiq eritmasi hosil bo‘ladi: erigan moddaning atomlari erituvchi atomlarining o‘rnini egallaydi va har ikki turdagi atomlar umumiy kristall panjara tugunlariga joylashadi. Bunday holatda ham har bir erigan atom atrofida buzilgan soha mavjud bo‘ladi. Panjara kengayishi yoki siqilishi erituvchi va erigan modda atomlarining nisbiy o‘lchamlariga bog‘liq.

Ko‘pchilik metallar uchun singish qattiq eritmalarini hosil qiladigan eng muhim elementlar vodorod, bor, uglerod, azot va kisloroddir. Dislokatsiyalarning mavjudligi doimo atomlararo masofalarning odatdagidan katta yoki kichik bo‘lishiga olib keladi. Aralashmalar mavjud bo‘lganda har bir dislokatsiya aralashma atomlaridan iborat «atmosfera» bilan o‘raladi. Bunday atmosfera dislokatsiyalarni «mahkamlab» qo‘yadi, chunki dislokatsiya siljishi yuqoriroq energiyali yangi tuzilmani yuzaga keltiradi. Kristallar orasidagi chegaralar ham atomlararo masofasi odatdagidan farq qiladigan sohalardir. Shuning uchun ular aralashma atomlarini kristallning buzilmagan sohalariga qaraganda osonroq eritadi.

Aralashma miqdori ortganda erigan atomlar kristallning asosiy hajmiga ham kiradi, ammo donachalar chegaralarida va dislokatsiyalar atrofida aralashma hanuz ortiqcha miqdorda to‘planadi. Aralashma miqdori eruvchanlik chegarasidan oshsa, yangi faza paydo bo‘ladi. Bu faza erigan modda, oraliq faza yoki birikma bo‘lishi mumkin. Bunday holatlarda fazalar orasidagi chegaralar ikki xil bo‘ladi. Odatda aralashma zarrachalarining kristall tuzilishi erituvchi metall tuzilishidan shunchalik farq qiladiki, ikkala fazaning panjaralari bir-biriga uzluksiz tuzilma hosil qilib tutasha olmaydi. Bunday vaziyatda fazalar ajralish chegarasida tartibsiz (buzilgan) tuzilishga ega qatlamlar vujudga keladi. Chegaralar hosil bo‘lishi erkin sirt energiyasining paydo bo‘lishiga bog‘liq, biroq erituvchi panjarasining deformatsiya energiyasi nisbatan kichik bo‘ladi. Bu holda zarrachalar nokogerent tarzda ajraladi, deyiladi.

Ayrim hollarda erituvchi metall va aralashma zarrachalarining atomlararo masofalari hamda kristall tuzilishi shunday bo‘ladiki, ayrim tekisliklar o‘zaro tutashib, uzluksiz tuzilma hosil qilishi mumkin. Bunday vaziyatda ikkinchi faza zarrachalari kogerent ajraladi, deyiladi. Kristall panjaralarning mos kelishi hech qachon mutlaqo aniq bo‘lmagani uchun chegara atrofida kuchli zo‘riqqan soha hosil bo‘ladi. Deformatsiya energiyasi buning uchun haddan tashqari katta bo‘lsa, qo‘shni kristallar shunday tutashishi mumkinki, chegara qatlamlarida elastik deformatsiya sohalari, bevosita ajralish chegarasida esa dislokatsiyalar paydo bo‘ladi. Bunday holatda zarrachalar yarim kogerent tarzda ajraladi, deyiladi.

Harorat oshganda atom tebranishlarining amplitudasi kattalashishi natijasida kristall panjarada vakansiya yoki «teshik» deb ataladigan nuqson hosil bo‘lishi mumkin. Vakansiyalarning diffuziyasi dislokatsiyalar hosil bo‘lishi mexanizmlaridan biridir.

Odatda metallning kristallanishi o‘ta sovish natijasida dendrit tuzilma hosil bo‘lishi orqali kechadi. Dendrit kristallari o‘sib, bir-biriga tegadi va shu jarayonda turli tuzilish nuqsonlari paydo bo‘ladi. Aksariyat hollarda metall shunday qotadiki, dastlab hosil bo‘lgan kristallarda aralashmalar keyingilariga qaraganda kamroq bo‘ladi. Shu sababli aralashmalar, odatda, donachalar chegarasida to‘planib, barqaror tuzilmalarni hosil qiladi.

Insonlarning metallar bilan tanishuvi oltin, kumush va misdan, ya’ni yer yuzasida erkin holatda uchraydigan metallardan boshlangan. Keyinchalik ularga tabiatda keng tarqalgan va birikmalaridan oson ajratib olinadigan metallar qo‘shilgan: qalay, qo‘rg‘oshin, temir va simob. Bu yetti metall insoniyatga juda qadimdan ma’lum bo‘lgan. Qadimgi Misr yodgorliklari orasida ayrim ma’lumotlarga ko‘ra miloddan avvalgi 3000—4000-yillarga oid oltin va mis buyumlar uchraydi.

Ilgari ma’lum bo‘lgan yetti metallga faqat o‘rta asrlarda rux, vismut, surma, XVIII asr boshida esa mishyak qo‘shilgan. XVIII asr o‘rtalaridan kashf etilgan metallar soni tez ko‘payib, XX asr boshiga kelib 65 taga, XXI asr boshiga kelib esa 96 taga yetgan.

Hech bir kimyoviy ishlab chiqarish jarayoni metall olish va unga ishlov berish bilan bog‘liq jarayonlar kabi kimyo bilimlarining rivojlanishiga katta hissa qo‘shmagan. Kimyo tarixining eng muhim bosqichlari ularning tarixi bilan chambarchas bog‘liq. Metallarning xossalari shu qadar o‘ziga xoski, juda qadimdayoq oltin, kumush, mis, qo‘rg‘oshin, qalay, temir va simob bir-biriga o‘xshash moddalarning tabiiy guruhiga kiritilgan. «Metall» tushunchasi eng qadimgi kimyoviy tushunchalardan biridir. Biroq metallarning tabiati haqidagi nisbatan aniq qarashlar faqat o‘rta asrlarda alkimyogarlar orasida shakllangan. Shuni ham aytish kerakki, Aristotelning tabiat haqidagi, ya’ni borliq to‘rtta unsur (olov, yer, suv va havo)dan yaralgan degan g‘oyalari ham metallarning murakkab tuzilishini anglatgan. Ammo bu fikrlar haddan tashqari mavhum bo‘lgan. Alkimyogarlarning dunyoqarashida metallarning murakkab tuzilganligi, shuning uchun bir metallni boshqasiga aylantirish yoki uni sun’iy yaratish mumkinligiga ishonish asosiy o‘rin tutgan.

Faqat Lavuazye yonish jarayonida havoning rolini aniqlab, metallar kuydirilganda vazn ortishi havodagi kislorodning metallga birikishi natijasida yuz berishini ko‘rsatdi. Shu bilan metallning yonishi elementlarga parchalanish emas, aksincha, birikish jarayoni ekanini isbotladi. Natijada metallarning murakkabligi haqidagi savolga salbiy javob berildi. Lavuazyening oddiy moddalar — ulardan boshqa moddalarni ajratib olish imkoni bo‘lmagan moddalar, degan asosiy g‘oyasiga binoan metallar oddiy kimyoviy elementlar qatoriga kiritildi. kimyoviy elementlar davriy sistemasini Mendeleyev yaratgach, metall elementlar unda o‘zining munosib o‘rnini egalladi.

• Vukolov S. P. Metallar va metalloidlar // Brokgauz va Yefron ensiklopedik lug‘ati : 86 jildda (82 jild va 4 qo‘shimcha). — Sankt-Peterburg, 1890—1907.
• Metallar : [arxiv 3-yanvar 2023-yil] // Katta Rossiya ensiklopediyasi : [35 jildda] / bosh muharrir Yu. S. Osipov. — Moskva : Katta Rossiya ensiklopediyasi, 2004—2017.
• Metallar // Kimyo ensiklopediyasi :  5 jildda / Bosh muharrir I. L. Knunyans. — Moskva: Katta Rossiya ensiklopediyasi, 1992. — J. 3: Mis — Polimerlar. — B. 52—54. — 639 b. — 48 000 nusxa. — ISBN 5-85270-039-8.
• Gulyayev A. P. Metallshunoslik. — 6-nashr. — Moskva: Metallurgiya, 1986. — 544 b.
• Sheypak A. A. II bob. Metallurgiya // Texnikaning tarixiy rivojlanishi. — 2-nashr. — Moskva: MGIU, 2004. — J. II. — B. 54—108. — 302 b.
• Venetskiy S. I. Metallar olamida. — Moskva: Metallurgiya, 1982. — 256 b.
• Venetskiy S. I. Nodir va tarqoq elementlar haqida: metallar to‘g‘risida hikoyalar / A. F. Belov so‘zboshisi. — Moskva: Metallurgiya, 1980. — 184 b.
• Yum-Rozeri V. Fizik metallshunoslikka kirish. — Ingliz tilidan V. M. Glazov va S. N. Gorin tarjimasi. — Moskva: Metallurgiya, 1965. — 203 b.

• «Metallar» jurnalining sayti Metallar
• Metallarning termofizik xossalari bo‘yicha elektron ma’lumotnoma