Το πιο κοινό μέταλλο στο φλοιό της γης. Μέταλλα στη φύση

Τα μέταλλα είναι μια ομάδα στοιχείων,που έχουν τέτοιες μοναδικές ιδιότητες όπως η ηλεκτρική αγωγιμότητα, η υψηλή μεταφορά θερμότητας, ο θετικός συντελεστής αντίστασης, η χαρακτηριστική λάμψη και η σχετική ολκιμότητα. Αυτός ο τύπος ουσίας είναι απλός σε χημικές ενώσεις.

Ταξινόμηση ανά ομάδα

Τα μέταλλα είναι από τα πιο κοινάυλικά που χρησιμοποιούνται από την ανθρωπότητα σε όλη την ιστορία της. Οι περισσότεροι από αυτούς βρίσκονται στα μεσαία στρώματα του φλοιού της γης, αλλά υπάρχουν και εκείνοι που είναι κρυμμένοι βαθιά στα βουνά.

Αυτή τη στιγμή, τα μέταλλα καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος του περιοδικού πίνακα (94 από τα 118 στοιχεία). Από τα επίσημα αναγνωρισμένα αξίζει να σημειωθούν οι ακόλουθες ομάδες:

1. Αλκαλικό (λίθιο, κάλιο, νάτριο, γαλλία, καίσιο, ρουβίδιο). Κατά την επαφή με το νερό σχηματίζουν υδροξείδια.

2. Αλκαλική γη (ασβέστιο, βάριο, στροντίου, ράδιο). Πυκνότητα και σκληρότητα.

3. Ελαφρύ (αλουμίνιο, μόλυβδος, ψευδάργυρος, γάλλιο, κάδμιο, κασσίτερος, υδράργυρος). Λόγω της χαμηλής πυκνότητάς τους, χρησιμοποιούνται συχνά σε κράματα.

4. Μεταβατικό (ουράνιο, χρυσός, τιτάνιο, χαλκός, άργυρος, νικέλιο, σίδηρος, κοβάλτιο, λευκόχρυσος, παλλάδιο κ.λπ.). Έχουν μεταβλητό βαθμό οξείδωσης.

5. Ημι-μέταλλα (γερμάνιο, πυρίτιο, αντιμόνιο, βόριο, πολόνιο κλπ.). Στη δομή τους έχουν ένα κρυσταλλικό ομοιοπολικό πλέγμα.

6. Ακτινίδες (americium, θόριο, ακτινίου, berkelium, curium, fermium κ.λπ.).

7. Lanthanides (γαδολίνιο, σαμάριο, δημήτριο, νεοδύμιο, λουτέτιο, λανθάνιο, έρβιο, κλπ.).

Αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχουν μέταλλα στο φλοιό της γης και εκείνα που δεν αναγνωρίζονται στην ομάδα. Περιλαμβάνουν μαγνήσιο και βηρύλλιο.

Φυσικές ενώσεις

Στη φύση υπάρχει μια ξεχωριστή τάξηκρυσταλλοχημική κωδικοποίηση. Αυτά τα στοιχεία περιλαμβάνουν φυσικά μέταλλα. Αυτά τα μέταλλα δεν σχετίζονται μεταξύ τους. Τις περισσότερες φορές, τα φυσικά μέταλλα στη φύση σχηματίζονται ως αποτέλεσμα των γεωλογικών διαδικασιών.

Στην κρυσταλλική κατάσταση του φλοιού της γηςΕίναι γνωστές 45 ουσίες. Τα περισσότερα από αυτά στη φύση είναι εξαιρετικά σπάνια, συνεπώς το υψηλό κόστος τους. Το μερίδιο αυτών των στοιχείων είναι μόνο 0,1%. Πρέπει να σημειωθεί ότι η εύρεση αυτών των μετάλλων είναι επίσης μια επίπονη και δαπανηρή διαδικασία. Βασίζεται στη χρήση ατόμων με σταθερά κελύφη και ηλεκτρόνια.

Τα φυσικά μέταλλα ονομάζονται επίσης ευγενή μέταλλα. Χαρακτηρίζονται από χημική αδράνεια και σταθερότητα των ενώσεων. Αυτά περιλαμβάνουν χρυσό, παλλάδιο, λευκόχρυσο, ιρίδιο, άργυρο, ρουθήνιο κλπ. Συχνά, ο χαλκός βρίσκεται στη φύση. Ο σίδηρος στην φυσική του κατάσταση είναι παρούσα κυρίως σε ορεινές αποθέσεις με τη μορφή μετεωριτών. Τα πιο σπάνια στοιχεία της ομάδας είναι ο μόλυβδος, το χρώμιο, ο ψευδάργυρος, το ίνδιο και το κάδμιο.

Βασικές ιδιότητες

Σχεδόν όλα τα μέταλλα υπό κανονικές συνθήκεςδιαφέρει σταθερότητα και σταθερότητα. Η εξαίρεση είναι η Γαλλία και ο υδράργυρος, μέταλλα αλκαλίων. Το σημείο τήξης για όλα τα στοιχεία της ομάδας είναι διαφορετικό. Η περιοχή κυμαίνεται από -39 έως +3410 βαθμούς Κελσίου. Το πιο ανθεκτικό σε τήξη είναι το βολφράμιο. Οι ενώσεις του χάνουν την αντοχή τους μόνο σε θερμοκρασίες άνω των + 3400 ° C. Τα μέταλλα χωρίς μόλυβδο και ο κασσίτερος πρέπει να απομονώνονται από τα λιωμένα μέταλλα.

Επίσης, τα στοιχεία διαιρούνται σε σχέση με την πυκνότητα(ελαφριά και βαριά) και πλαστικότητα (σκληρό και μαλακό). Όλες οι μεταλλικές συνδέσεις είναι εξαιρετικοί αγωγοί. Αυτή η ιδιότητα οφείλεται στην παρουσία κρυσταλλικών πλεγμάτων με ενεργά ηλεκτρόνια. Η μέγιστη αγωγιμότητα είναι χαλκός, άργυρος και αλουμίνιο, λίγο λιγότερο - νάτριο. Αξίζει να σημειωθούν οι υψηλές θερμικές ιδιότητες των μετάλλων. Ο καλύτερος αγωγός θερμότητας είναι ασήμι, ο χειρότερος είναι ο υδράργυρος.

Μέταλλα στο περιβάλλον

Τις περισσότερες φορές τα στοιχεία αυτά βρίσκονται στη φόρμαενώσεις και μεταλλεύματα. Τα μέταλλα στη φύση σχηματίζουν θειώδη άλατα, οξείδια, ανθρακικά άλατα. Για να καθαριστούν οι ενώσεις, πρέπει πρώτα να διαχωριστούν από το μετάλλευμα. Το επόμενο βήμα θα είναι το ντόπινγκ και η τελική επεξεργασία.

Στη βιομηχανική μεταλλουργία, μαύρη καιχρωματισμένα μεταλλεύματα. Τα πρώτα βασίζονται σε ενώσεις σιδήρου, οι τελευταίες σε άλλα μέταλλα. Τα πολύτιμα μέταλλα είναι πλατίνα, χρυσός και ασήμι. Οι περισσότεροι από αυτούς βρίσκονται στο φλοιό της γης. Παρ 'όλα αυτά, ένα μικρό ποσοστό είναι επίσης στο θαλασσινό νερό.

Υπάρχουν ευγενή στοιχεία ακόμα και σε ζωντανούς οργανισμούς. Στους ανθρώπους, περίπου 3% μεταλλικών ενώσεων περιέχονται. Κυρίως το σώμα περιέχει νάτριο και ασβέστιο, τα οποία δρουν ως ενδοκυτταρικοί ηλεκτρολύτες. Το μαγνήσιο είναι απαραίτητο για την κανονική λειτουργία του κεντρικού νευρικού συστήματος και της μυϊκής μάζας, ο σίδηρος είναι χρήσιμος για το αίμα, ο χαλκός για το συκώτι.

Εύρεση μεταλλικών ενώσεων

Τα περισσότερα στοιχεία βρίσκονται κάτω από το πάνω μέροςένα στρώμα εδάφους παντού. Το πιο κοινό μέταλλο στη γήινη φλούδα είναι το αλουμίνιο. Το ποσοστό του κυμαίνεται μεταξύ 8,2%. Βρείτε το πιο κοινό μέταλλο στο φλοιό της γης δεν είναι δύσκολο, δεδομένου ότι εμφανίζεται με τη μορφή των μεταλλευμάτων.

Ο σίδηρος και το ασβέστιο στη φύση συναντώνται λίγο λιγότερο συχνά. Το ποσοστό τους είναι 4,1%. Στη συνέχεια είναι το μαγνήσιο και το νάτριο - 2,3%, το κάλιο - 2,1%. Τα υπόλοιπα στη φύση καταλαμβάνουν όχι περισσότερο από 0,6%. Αξίζει να σημειωθεί ότι το μαγνήσιο και το νάτριο μπορούν εξίσου να εξαχθούν τόσο στο έδαφος όσο και στο θαλασσινό νερό.

Τα μεταλλικά στοιχεία στη φύση βρίσκονται στομορφή μεταλλεύματος ή σε μια φυσική κατάσταση, όπως ο χαλκός ή ο χρυσός. Υπάρχουν ουσίες που πρέπει να λαμβάνονται από οξείδια και σουλφίδια, για παράδειγμα, αιματίτη, καολίνη, μαγνητίτη, γαλένια κλπ.

Παραγωγή μετάλλων

Η διαδικασία εξαγωγής των στοιχείων μειώνεται στην εξαγωγήορυκτά. Η ανακάλυψη των μετάλλων στη φύση με τη μορφή μεταλλευμάτων είναι η απλούστερη και πιο διαδεδομένη διαδικασία σε μια ευρεία βιομηχανία. Για την αναζήτηση κρυσταλλικών αποθέσεων, χρησιμοποιείται ειδικός γεωλογικός εξοπλισμός, ο οποίος αναλύει τη σύνθεση των ουσιών σε ένα συγκεκριμένο οικόπεδο. Πιο σπάνια, η εύρεση μετάλλων στη φύση μειώνεται σε μια απλή ανοιχτή υπόγεια μέθοδο.

Μετά την εξόρυξη έρχεται ένα στάδιο εμπλουτισμού, από πότετο μεταλλικό συμπύκνωμα μετάλλων εξάγεται. Για τη διάκριση των στοιχείων χρησιμοποιήστε διαβροχή, ηλεκτρικό ρεύμα, χημικές αντιδράσεις, θερμική επεξεργασία. Τις περισσότερες φορές, ο διαχωρισμός μεταλλικού μεταλλεύματος συμβαίνει ως αποτέλεσμα της τήξης, δηλαδή της θέρμανσης με ανάκτηση.

Εξαγωγή αλουμινίου

Η διαδικασία αυτή αντιμετωπίζεται από τη μη σιδηρούχα μεταλλουργία. Όσον αφορά την κατανάλωση και την παραγωγή, είναι ο ηγέτης μεταξύ άλλων κλάδων της βαριάς βιομηχανίας. Το πιο κοινό μέταλλο στη γήινη φλούδα είναι πολύ ζήτημα στον σύγχρονο κόσμο. Όσον αφορά την παραγωγή, το αλουμίνιο είναι το δεύτερο μόνο στο χάλυβα.

Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του στοιχείου χρησιμοποιείται στοτης αεροπορίας, της αυτοκινητοβιομηχανίας και της ηλεκτρικής βιομηχανίας. Αξίζει να σημειωθεί ότι το πιο κοινό μέταλλο στη γήινη φλούδα μπορεί να ληφθεί και να «τεχνητό» τρόπο. Για μια τέτοια χημική αντίδραση, θα απαιτηθούν βωξίτες. Από αυτά, σχηματίζεται αλουμίνα. Όταν η ουσία αυτή συνδυάζεται με ηλεκτρόδια άνθρακα και φθοριούχο άλας υπό την επίδραση ηλεκτρικού ρεύματος, είναι δυνατόν να ληφθεί καθαρό αλουμίνιο.

Ο ηγέτης της χώρας μεταξύ των παραγωγών αυτούσυνιστώσα είναι η Κίνα. Στο έτος 18,5 εκατομμύρια τόνοι μεταλλικού υλικού τήκονται εκεί. Η εταιρεία-ηγέτης στην παρόμοια βαθμολογία για την εξόρυξη αλουμινίου είναι η ρωσική-ελβετική ένωση UC RUSAL.

Εφαρμογή μετάλλων

Όλα τα στοιχεία της ομάδας διακρίνονται από τη δύναμή τους,την αδιαπερατότητα και τη σχετική αντίσταση στις επιπτώσεις της θερμοκρασίας. Γι 'αυτό τα μέταλλα είναι τόσο συνηθισμένα στην καθημερινή ζωή. Σήμερα, κατασκευάζουν ηλεκτρικά καλώδια, αντιστάσεις, εξοπλισμό, είδη οικιακής χρήσης.

Τα μέταλλα είναι τα ιδανικά δομικά καιυλικά εργαλείων. Καθαρά και συνδυασμένα κράματα χρησιμοποιούνται στην κατασκευή. Στη μηχανική και στην αεροπορία, οι κύριες ενώσεις είναι χάλυβας και πιο συμπαγείς δεσμοί.

</ p>