در علم فیزیک، به طور کلی فلز به عنوان هر ماده ای که قادر به انتقال برق در دمای صفر مطلق باشد، در نظر گرفته می شود. بسیاری از عناصر و ترکیباتی که به طور معمول جزو فلزات طبقه بندی نمی شوند، تحت فشارهای زیاد فلزی می شوند. به عنوان مثال، ید نافلزی با فشار بین ۴۰ تا ۱۷۰ هزار برابر فشار جوی به تدریج به فلز تبدیل می شود. به همین ترتیب، بعضی از مواد که به عنوان فلز در نظر گرفته می شوند، تبدیل به نافلز می شوند. به عنوان مثال سدیم در فشار کمی کمتر از دو میلیون برابر فشار جوی تبدیل به یک فلز می شود.

در علم شیمی، دو عنصر که به عنوان فلزات شکننده واجد شرایط هستند، مانند آرسنیک و آنتیموان، به دلایل شیمی، آن ها معمولاً به عنوان فلز شناخته می شوند (برای آرسنیک غالباً نافلز هستند و برای آنتیموان بین فلز و نافلز متعادل هستند). حدود ۹۵ عنصر از ۱۱۸ عنصر جدول تناوبی، فلزات هستند. این تعداد نادرست است زیرا مرزهای بین فلزات و نافلزات به دلیل کمبود تعاریف پذیرفته شده جهانی، اندکی در نوسان است.

در اخرشناسی اصطلاح “فلز” به طور گسترده ای اشاره به تمام عناصر شیمیایی یک ستاره دارد. یک ستاره اتم های سبک تر، عمدتا هیدروژن و هلیوم را به اتم های سنگین تر در طول عمر خود تبدیل می کند. از این لحاظ، فلز بودن یک جرم نجومی، وابسته عناصر شیمیایی سنگین تر تشکیل شده آن است.

فلزات، به عنوان عناصر شیمیایی، ۲۵% از پوسته زمین را تشکیل می دهند و در بسیاری از جنبه های زندگی مدرن وجود دارند. مقاومت برخی از فلزات منجر به استفاده مكرر آن ها از جمله در ساختمان های بلند مرتبه و ساخت پل و همچنین بیشتر وسایل نقلیه، بسیاری از لوازم خانگی، ابزارها، لوله ها و مسیرهای راه آهن شده است. از فلزات گرانبها در طول تاریخ به عنوان ضرب سکه استفاده می شد، اما در دوران مدرن، فلزات سکه ای حداقل تا ۲۳ عنصر شیمیایی گسترش یافته است.

تصور می شود تاریخچه فلزات تصفیه شده با استفاده از مس در حدود ۱۱۰۰۰ سال پیش آغاز می شود. طلا، نقره، آهن (به عنوان آهن شهاب سنگ)، سرب و برنج نیز به همین ترتیب قبل از اولین ظهور برنز قبل از میلاد مورد استفاده قرار می گرفتند. تحولات بعدی شامل تولید اشکال اولیه فولاد است. کشف سدیم اولین فلز سبک در سال ۱۸۰۹ بوده است سپس ظهور فولادهای آلیاژی مدرن، پس از پایان جنگ جهانی دوم و درنهایت توسعه آلیاژهای پیچیده تر صورت پذیرفت.

ساختار فلزات:
حالت جامد یا مایع فلزات تا حد زیادی به ظرفیت اتم های فلز مربوط می شود تا الکترون های پوسته بیرونی خود را به راحتی از دست بدهند. به طور گسترده، نیروهایی که الکترون های پوسته بیرونی یک اتم را در محل خود نگه می دارند، ضعیف تر از نیروهای جذاب موجود در همان الکترون ها هستند که از تعاملات بین اتم ها در فلز جامد یا مایع ناشی می شوند. الکترون های درگیر از محل خارج می شوند و می توان ساختار اتمی یک فلز را به صورت مجموعه ای از اتم های جاسازی شده در ابر الکترون های نسبتاً متحرک تجسم کرد، به این نوع تعامل پیوند فلزی گفته می شود. مقاومت پیوندهای فلزی برای فلزات بنیادی مختلف در اطراف مرکز سری فلزات انتقالی به حداکثر می رسد، زیرا این عناصر دارای تعداد زیادی الکترون جدا شده هستند.

اگرچه اکثر فلزات اساسی چگالی بالاتری نسبت به بیشتر فلزات نافلزات دارند، در چگالی آن ها تنوع زیادی وجود دارد، لیتیوم کمترین چگالی (۰.۵۳۴ گرم در سانتی متر مکعب) و اوزمیوم (۵۹/۲۲ گرم بر سانتی متر مکعب) بیشترین چگالی را دارد. منیزیم، آلومینیوم و تیتانیوم فلزات سبکی از اهمیت تجاری قابل توجهی برخوردار هستند. چگالی متناظر آن ها با ۷/۱ ، ۷/۲ و ۴/۵ گرم در سانتی متر مکعب را می توان با فلزات ساختاری قدیمی مانند آهن با ۷/۹ و مس با ۹/۸ گرم در سانتی متر مکعب مقایسه کرد. وزن یک توپ آهنی تقریباً به اندازه سه توپ آلومینیومی است.

فلزات به طور معمول قابل انعطاف و شکل پذیر هستند. این مواد تحت تنش و بدون شکافتگی تغییر شکل می دهند. تصور بر این است که ماهیت بدون جهت پیوند فلزی به شکل پذیری اکثر مواد جامد فلزی کمک می کند. در مقابل، در یک ترکیب یونی مانند نمک سفره، هنگامی که صفحات یک پیوند یونی از کنار یکدیگر بلغزانند، تغییر حاصل شده در محل باعث انتقال یون های همان بار به مجاورت نزدیک و در نتیجه شکاف کریستال می شود. چنین جابجایی در کریستال پیوند کووالانسی، مانند الماس، که شکستگی و تکه تکه شدن کریستال اتفاق می افتد، مشاهده نمی شود. تغییر شکل الاستیک برگشت پذیر در فلزات را می توان با قانون هوک برای بازیابی نیروها توصیف کرد، جایی که تنش به طور خطی با فشار متناسب است.

گرما یا نیروهای بزرگتر از حد الاستیک فلز ممکن است باعث تغییر شکل دائمی یا برگشت ناپذیر شوند که به عنوان تغییر شکل پلاستیک شناخته می شوند. یک نیروی اعمال شده ممکن است یک نیروی کششی، تحت فشار یا یک نیروی برشی، خمشی یا پیچشی باشد. تغییر دما ممکن است بر حرکت یا جابجایی نقص ساختاری فلز در فلزات بلوری و غیر بلوری تأثیر بگذارد.

بررسی فلزات در علم شیمی:
فلزات معمولاً تمایل به تشکیل کاتیون از طریق از دست دادن الکترون دارند. اکثر آن ها با اکسیژن موجود در هوا واکنش نشان می دهند و در بازه های زمانی مختلف اکسید تشکیل می دهند (پتاسیم در چند ثانیه می سوزد در حالی که آهن طی سال ها زنگ می زند). برخی دیگر مانند پالادیوم، پلاتین و طلا به هیچ وجه با جو واکنش نشان نمی دهند. اکسیدهای فلزات به طور کلی اساسی هستند، در مقایسه با غیر فلزات که اسیدی یا خنثی هستند. استثنائات عمدتاً اکسیدهایی با حالت اکسیداسیون بسیار بالا مانندCrO۳ ، Mn۲O۷ و OsO۴هستند که واکنش های کاملاً اسیدی دارند.

انواع فلزات
مکانیزم اثر فلزات در خوردگی و پوشش های فلزی:
رنگ آمیزی یا آبکاری فلزات روش های خوبی برای جلوگیری از خوردگی آن ها است. با این حال، یک فلز با واکنش پذیر بیشتر در سری الکتروشیمیایی باید برای پوشش انتخاب شود، به ویژه هنگامی که انتظار کوتینگ وجود دارد. آب و دو فلز، یک سلول الکتروشیمیایی تشکیل می دهند و اگر پوشش فلزی نسبت به خود فلز زیر واکنش کمتری داشته باشد، در واقع پوشش باعث ایجاد خوردگی می شود.

کاربرد فلزات:
فلزات رساناهای خوبی هستند، بنابراین از آن ها را در لوازم الکتریکی و برای حمل جریان الکتریکی استفاده می شود.
بازتاب پذیری زیاد بعضی از فلزات استفاده از آن ها را در ابزارآلات نجومی
برای تولید زیور آلات
در سوئیچ ها برای تکمیل مدار هنگام عبور از کنتاکت های سوئیچ از فلز جیوه استفاده می شود.
از فلزات رادیواکتیو مانند اورانیوم و پلوتونیوم در نیروگاه های هسته ای برای تولید انرژی از طریق شکافت هسته ای استفاده می شود.
آلیاژهای فلزی برای کاربردهایی مانند لوله ها، اتصال دهنده ها و استنت های عروقی استفاده می شوند.
برای حمل بارهای زیاد و یا مقاومت در برابر آسیب های ضربه ای
در ساختمان های بلند مرتبه و ساخت پل و همچنین اکثر وسایل نقلیه
برای تولید بسیاری از لوازم خانگی
در تولید ابزارآلات
برای ساخت انواع لوله ها
راه اندازی مسیرهای راه آهن
در کاتالیز
در صنایع پزشکی
در ساختار سلول های الکتروشیمیایی
به منظور جلوگیری از خوردگی