Metaler är en grupp av element som har unika egenskaper som elektrisk ledningsförmåga, hög värmeöverföring, positiv resistanskoefficient, karakteristisk lyster och relativ duktilitet. Den här typen av ämnen är enkel när det gäller kemiska föreningar.
Klassificering efter grupper
Metaller är bland de vanligaste materialen som använts av mänskligheten genom hela dess historia. De flesta av dem är belägna i jordskorpans mellersta lager, men det finns också de som är gömda djupt i bergsavlagringar.
För närvarande upptar metaller större delen av det periodiska systemet (94 av 118 grundämnen). Av de officiellt erkända grupperna är det värt att notera följande grupper:
1. Alkaliskt (litium, kalium, natrium, francium, cesium, rubidium). När de kommer i kontakt med vatten bildar de hydroxider.
2. Alkalisk jord (kalcium, barium, strontium, radium). Skiljer sig i densitet och hårdhet.
3. Ljus (aluminium, bly, zink, gallium, kadmium, tenn, kvicksilver). Används ofta i legeringar på grund av låg densitet.
4. övergångsperiod (uran,guld, titan, koppar, silver, nickel, järn, kobolt, platina, palladium, etc.). De har ett variabelt oxidationstillstånd.
5. Halvmetaller (germanium, kisel, antimon, bor, polonium, etc.). De har ett kristallint kovalent gitter i sin struktur.
6. Aktinider (americium, torium, aktinium, berkelium, curium, fermium, etc.).
7. Lantanider (gadolinium, samarium, cerium, neodym, lutetium, lantan, erbium, etc.).
Det är värt att notera att det finns metaller i jordskorpan och de som inte är definierade i grupper. Dessa inkluderar magnesium och beryllium.
Native föreningar
I naturen finns det en separat klass av kristallkemisk kodifiering. Dessa element inkluderar inhemska metaller. Dessa är mineraler som inte är relaterade till varandra. Oftast bildas inhemska metaller i naturen som ett resultat av geologiska processer.
45 ämnen är kända i det kristallina tillståndet i jordskorpan. De flesta av dem är extremt sällsynta i naturen, därav deras höga kostnad. Andelen sådana element är endast 0,1 %. Det bör noteras att att hitta dessa metaller också är en mödosam och dyr process. Den är baserad på användningen av atomer med stabila skal och elektroner.
Inhemska metaller kallas också ädla. De kännetecknas av kemisk tröghet och stabilitet hos föreningar. Dessa inkluderar guld, palladium, platina, iridium, silver, rutenium, etc. Koppar finns oftast i naturen. Järn i den inhemska staten finns huvudsakligen i bergsavlagringar i form av meteoriter. av de flestasällsynta grundämnen i gruppen är bly, krom, zink, indium och kadmium.
Grundläggande funktioner
Nästan alla metaller under normala förhållanden är hårda och resistenta. Undantaget är francium och kvicksilver, alkalimetaller. Smälttemperaturen för alla element i gruppen är olika. Dess intervall sträcker sig från -39 till +3410 grader Celsius. Volfram anses vara den mest motståndskraftiga mot smältning. Dess föreningar förlorar sin motståndskraft endast vid temperaturer över +3400 C. Bly och tenn bör särskiljas från lättsmälta metaller.
Dessutom delas element in efter densitet (lätt och tung) och plasticitet (hård och mjuk). Alla metallföreningar leder elektricitet mycket bra. Denna egenskap beror på närvaron av kristallgitter med aktiva elektroner. Koppar, silver och aluminium har den maximala ledningsförmågan, natrium har en något lägre ledningsförmåga. Det är värt att notera de höga termiska egenskaperna hos metaller. Silver anses vara den bästa värmeledaren, kvicksilver är den sämsta.
Metaller i miljön
Oftast kan dessa grundämnen hittas i form av föreningar och malmer. Metaller i naturen bildar sulfiter, oxider, karbonater. För att rena föreningarna är det först nödvändigt att isolera dem från malmens sammansättning. Nästa steg blir legering och slutbehandling.
Inom industriell metallurgi särskiljs järnh altiga och icke-järnh altiga malmer. De förra är byggda på basis av järnföreningar, de senare på andra metaller. Platina, guld och silver anses vara ädla metaller. De flesta av dem finns i jordskorpan. docki mindre utsträckning står även havsvatten för en liten andel.
Det finns ädla grundämnen även i levande organismer. En person innehåller cirka 3% av metallföreningar. För det mesta innehåller kroppen natrium och kalcium, som fungerar som en intercellulär elektrolyt. Magnesium är nödvändigt för att det centrala nervsystemet och muskelmassan ska fungera norm alt, järn är bra för blodet, koppar är bra för levern.
Hitta metallföreningar
De flesta elementen ligger överallt under det översta jordlagret. Den vanligaste metallen i jordskorpan är aluminium. Dess andel varierar inom 8,2%. Att hitta den vanligaste metallen i jordskorpan är inte svårt, eftersom den förekommer i form av malmer.
Järn och kalcium är något mindre vanliga i naturen. Deras andel är 4,1%. Därefter kommer magnesium och natrium - 2,3% vardera, kalium - 2,1%. De återstående metallerna i naturen upptar inte mer än 0,6%. Det är anmärkningsvärt att magnesium och natrium kan brytas lika mycket både i marken och i havsvatten.
Metalelement i naturen finns i form av malmer eller i ett ursprungligt tillstånd, som koppar eller guld. Det finns ämnen som måste erhållas från oxider och sulfider, till exempel hematit, kaolin, magnetit, galena, etc.
Metallproduktion
Proceduren för att utvinna grundämnen handlar om att utvinna mineraler. Att hitta metaller i naturen i form av malmer är den enklaste och vanligaste processen inom allmän industri. För sökningkristallina avlagringar används speciell geologisk utrustning för att analysera sammansättningen av ämnen i ett visst stycke land. Mer sällan reduceras förekomsten av metaller i naturen till en banal underjordisk dagbrottsmetod.
Efter brytning börjar anrikningsstadiet, när malmkoncentratet separeras från det ursprungliga mineralet. Vätning, elektrisk ström, kemiska reaktioner, värmebehandling används för att särskilja element. Oftast sker utsläpp av metallmalm som ett resultat av smältning, det vill säga uppvärmning med återvinning.
Aluminiumsbrytning
Icke-järnmetallurgi är engagerad i denna process. När det gäller konsumtion och produktion är det ledande bland andra grenar av tung industri. Den vanligaste metallen i jordskorpan är mycket efterfrågad i den moderna världen. När det gäller produktion är aluminium näst efter stål.
Det här elementet används mest av allt inom flyg-, fordons- och elindustrin. Det är anmärkningsvärt att den vanligaste metallen i jordskorpan också kan erhållas med "konstgjorda" medel. För en sådan kemisk reaktion krävs bauxiter. De bildar aluminiumoxid. Genom att kombinera detta ämne med kolelektroder och fluors alt under inverkan av en elektrisk ström kan du få den renaste aluminiummalmen.
Kina är det ledande landet bland tillverkarna av denna komponent. Där smälts upp till 18,5 miljoner ton metall årligen. Den rysk-schweiziska föreningen UC RUSAL är ledande i ett liknande betyg för aluminiumbrytning.
Användning av metaller
Alla element i gruppen är hållbara, ogenomträngliga och relativt temperaturbeständiga. Det är därför metaller är så vanliga i vardagen. Idag används de för att tillverka elektriska ledningar, motstånd, apparater och hushållsartiklar.
Metaller är idealiska konstruktions- och verktygsmaterial. I konstruktionen används rena och kombinerade legeringar. Inom teknik och flyg är de huvudsakliga kopplingarna stål och hårdare bindningar.
