Heavy metal

Il concetto che abbiamo di “metallo” non corrisponde necessariamente alla definizione scientifica. I metalli sono una classe di elementi ben definita, caratterizzati innanzi tutto dal tipo di legame chimico che tiene uniti gli atomi (il legame metallico, appunto). Per definizione, i metalli sono buoni conduttori termici ed elettrici, si scaldano e si raffreddano rapidamente, sono duttili e malleabili, hanno lucentezza metallica (appunto), sono grigi di varie tonalità (tranne oro e rame), sono solidi a temperatura ambiente (tranne il mercurio) e sono riducenti, ovvero si ossidano facilmente. I problemi coi metalli dipendono dal fatto che molti di essi sono, per così dire, troppo metallici. Prendiamo per esempio i metalli alcalini, che sono proprio i più metallici: litio, sodio, potassio, rubidio, cesio. Estremamente duttili e malleabili, sono talmente morbidi che si tagliano con un grissino, o meglio si taglierebbero, perché sono così reattivi (nel senso della tendenza a ossidarsi) che a contatto col nostro grissino esploderebbero con un bel botto. Poi, pur essendo dotati di lucentezza metallica, la perdono in men che non si dica, proprio perché sono reattivi, e basta un nulla perché si ricoprano di una patina di ossido. Insomma i metalli alcalini (e i loro cugini alcalino-terrosi), che stanno sulla sinistra della tavola periodica, sono inutilizzabili per la maggior parte degli usi pratici della vita quotidiana. Ma anche per i metalli “un po’ meno metallici”, quelli di transizione (che sono quelli che conosciamo meglio) non è che siano sempre rose e fiori. Prendiamo il rame, molto comune per tanti usi, dalle grondaie ai fili della corrente. È vero che funziona bene in molti contesti, ma per altri non è proprio adatto. Se volete forgiare una spada o una lancia in rame, state attenti a non combattere con uno che ha una spada in bronzo, perché ve la piegherebbe e rovinerebbe tutta. Il rame, non ha buone qualità “meccaniche”. Il bronzo, invece, sì. Ma cos’è il bronzo? Non è un metallo, ma una lega metallica. Per gli usi in cui i metalli sono “troppo metallici” (troppo duttili e malleabili, oppure troppo reattivi) si possono usare le loro leghe. È il motivo per cui all’età del rame è succeduta l’età del bronzo, e a quella del bronzo l’età del ferro: nei primordi, chi trovava il metallo o la lega metallica con le migliori proprietà meccaniche era in grado di combattere, cacciare e arare i campi meglio degli altri. E si noti che riuscire a fondere i metalli, cercando prima i minerali da cui ottenerli e con il solo ausilio di legna o carbone, richiede una certa abilità!

Le leghe metalliche sono dunque combinazioni di due o di più elementi che combinati insieme esaltano le proprietà metalliche dei componenti. Per esempio, il già citato bronzo è una lega ottenuta da rame e stagno (il caso più comune) o rame e alluminio, nichel e berillio. Ha proprietà meccaniche molto superiori a quelle del rame, tant’è che le leghe più spinte (ad alto tenore di stagno) si possono lavorare solo per fusione. Il suo parente più prossimo è l’ottone, lega di rame e zinco a cui sono aggiunti, eventualmente, altri elementi in misura minore. Anche l’ottone ha caratteristiche meccaniche superiori al rame. L’alluminio, quello delle lattine, dei cerchioni delle automobili e delle pentole, è un metallo, ma viene quasi sempre utilizzato in lega: quelle che vengono definite “leghe leggere”. Assieme all’alluminio si trovano principalmente rame, zinco, manganese, silicio o magnesio. Una particolarità delle leghe leggere è che, essendo assai diffuse e al tempo stesso numerose, sono codificate attentamente con una serie di lettere e codici a seconda degli usi che se ne possono fare.

La lega probabilmente più conosciuta è l’acciaio, costituito da ferro contenente carbonio con un tenore inferiore al 2,11%. Al di sopra di questa percentuale, l’acciaio diventa ghisa. Anche per l’acciaio si dovrebbe parlare di una categoria di leghe, dato che assieme al carbonio – a seconda degli usi a cui è destinato – si possono trovare diversi altri metalli: il titanio, per esempio, che va tanto di moda nelle attrezzature sportive, oppure il tungsteno che si usa nei filamenti delle lampadine.

[Ugo Finardi – Chimico, ricercatore CNR]

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