رایج ترین فلز در پوسته زمین است. فلزات در طبیعت

فلزات یک گروه از عناصر هستند که دارای خواص منحصر به فردی مانند هدایت الکتریکی، انتقال حرارت بالا، ضریب مقاومت مثبت، براق مشخص و انعطاف پذیری نسبی هستند. این نوع ماده در ترکیبات شیمیایی ساده است.

طبقه بندی بر اساس گروه

فلزات یکی از رایج ترین مواد مورد استفاده بشر در طول تاریخ آن هستند. اکثر آنها در لایه های میانی پوسته زمین هستند، اما کسانی هستند که در عمق کوه ها پنهان هستند.

در حال حاضر فلزات بیشترین جدول تناوبی را اشغال می کنند (94 عدد از 118 عنصر). از رسما به رسمیت شناخته شده است ارزش ذکر کردن گروه های زیر:

1. قلیایی (لیتیوم، پتاسیم، سدیم، فرانسه، سزیم، روبیدیوم). پس از تماس با آب، آنها هیدروکسید را تشکیل می دهند.

2. زمین قلیایی (کلسیم، باریم، استرانتیوم، رادیوم). تراکم و سختی. 3. نور (آلومینیوم، سرب، روی، گالیم، کادمیوم، قلع، جیوه). با توجه به تراکم کم آنها، آنها اغلب در آلیاژها استفاده می شود.

4. انتقال (اورانیوم، طلا، تیتانیوم، مس، نقره، نیکل، آهن، کبالت، پلاتین، پالادیوم و غیره). دارای درجه متغیر درجه اکسیداسیون.

5. نیمه رساناها (ژرمانیوم، سیلیکون، آنتیموان، بور، پولونیوم و غیره). در ساختار آنها یک شبکه کوانتومی کریستالی دارند.

6. اکتینید (آمیریکیم، توریم، آکتینیوم، برکلیوم، کوریوم، هرمی و غیره).

7. لانتانیدها (گادولینیم، ساماریوم، سریم، نئودیمیم، لوتیتیم، لانتانیم، اربیوم و غیره).

شایان ذکر است که فلزات موجود در پوسته زمین و کسانی هستند که در گروه شناسایی نشده اند. آنها شامل منیزیم و بریلیم هستند.

ترکیبات بومی

در طبیعت، یک طبقه جداگانه از کدگذاری بلورهای شیمیایی وجود دارد. این عناصر شامل فلزات بومی هستند. این مواد معدنی به یکدیگر وابسته نیستند. اغلب فلزات بومی در طبیعت به عنوان یک نتیجه از فرایندهای زمین شناسی تشکیل می شود. در حالت بلوری، 45 ماده در پوسته زمین شناخته شده است. اکثر آنها طبیعت بسیار نادر هستند، از این رو هزینه های بالایی دارند. سهم این عناصر فقط 0.1٪ است. شایان ذکر است که پیدا کردن این فلزات نیز فرآیند سخت و دشوار است. این بر اساس استفاده از اتم ها با پوسته های پایدار و الکترون ها است.

فلزات بومی نیز فلزات نجیب هستند. آنها با استفاده از اینرسی و پایداری ترکیبات شیمیایی مشخص می شوند. اینها شامل طلا، پالادیوم، پلاتین، ایریدیوم، نقره، روتنیم و غیره است. اغلب، مس در طبیعت یافت می شود. آهن در یک کشور بومی عمدتا در رسوبات کوهی به شکل شهاب سنگ ها وجود دارد. عناصر نادر ترین گروه عبارتند از سرب، کروم، روی، اندیس و کادمیوم.

خواص اولیه

عملا تمام فلزات در شرایط عادی سخت و با دوام هستند. استثنا فرانسه و جیوه، فلزات قلیایی است . نقطه ذوب برای تمام عناصر گروه متفاوت است. دامنه آن از -39 تا 3410 درجه سانتیگراد است. مقاوم در برابر ذوب، تنگستن است. ترکیبات آن مقاومت خود را تنها در دمای بالای 3400 درجه سانتیگراد از دست می دهند. سرب و قلع باید از فلزات به راحتی مایع جدا شوند. همچنین عناصر نسبت به تراکم (سبک و سنگین) و پلاستیک (سخت و نرم) تقسیم می شوند. تمام اتصالات فلزی هدایت عالی است. این ویژگی به دلیل وجود شبکه های کریستال با الکترون های فعال است. حداکثر هدایت مس، نقره و آلومینیوم است، کمی کمتر - سدیم. شایان ذکر است که خواص حرارتی بالا فلزات. بهترین هدایت گرما نقره است، بدترین جیوه است.

فلزات در محیط زیست

اغلب این عناصر می توانند به صورت ترکیبات و سنگ های معدنی یافت شوند. فلزات در طبیعت، سولفیت ها، اکسید ها، کربنات ها را تشکیل می دهند. اول، لازم است آنها را از سنگ استخراج کنیم تا ترکیبات را تمیز کنند. مرحله بعدی دوپینگ و پردازش نهایی خواهد بود.

در صنعت متالورژی، سنگهای سیاه و رنگی متفاوت هستند. سابق بر اساس ترکیبات آهن، دومی در فلزات دیگر هستند. فلزات گرانبها پلاتین، طلا و نقره هستند. بیشتر آنها در پوسته زمین هستند. با این وجود، مقدار کمی نیز در آب دریا وجود دارد.

عناصر شریف حتی در موجودات زنده وجود دارد. در انسان حدود 3٪ ترکیبات فلزی موجود است. اغلب در بدن سدیم و کلسیم هستند که به عنوان یک الکترولیت بین سلولی عمل می کنند. منیزیم برای عملکرد عادی سیستم عصبی مرکزی و توده عضلانی ضروری است، آهن برای خون، مس برای کبد مفید است.

پیدا کردن ترکیبات فلزی

بیشتر عناصر در زیر لایه بالای خاک در همه جا قرار دارند. شایع ترین فلز در پوسته زمین آلومینیوم است. درصد آن در 8/2 درصد متفاوت است. یافتن رایج ترین فلز در پوسته زمین دشوار نیست، زیرا آن را در قالب سنگ های معدنی رخ می دهد.

آهن و کلسیم در طبیعت کمی کمتر دیده می شوند. درصد آنها 4.1٪ است. بعدا منیزیم و سدیم 2.3٪، پتاسیم - 2.1٪. فلزات باقی مانده در طبیعت بیش از 0.6٪ را اشغال می کنند. قابل توجه است که منیزیم و سدیم هم به همان اندازه می توانند در زمین و در آب دریا استخراج شوند. عناصر فلزي در طبيعت به صورت کانسنگ يا در حالت مادي مانند مس و طلا يافت مي شوند. موادی هستند که باید از اکسید و سولفید ها به دست آورد، به عنوان مثال، هماتیت، کائولن، مگنتیت، گالن و غیره.

تولید فلزات

روش استخراج عناصر به استخراج مواد معدنی کاهش می یابد. کشف فلزات در طبیعت به صورت سنگ آهن، ساده ترین و گسترده ترین فرایند در یک صنعت وسیع است. برای جستجوی رسوبات کریستالی، از تجهیزات ویژه زمین شناسی استفاده شده است که ترکیب مواد در یک زمین خاص را تجزیه و تحلیل می کند. در اغلب موارد، یافتن فلزات در طبیعت، به یک شیوه باز و زیرزمینی شبیه است.

پس از استخراج، مرحله غنی سازی آغاز می شود، زمانی که کنسانتره سنگ معدن از معدن اولیه استخراج می شود. برای تشخیص عناصر استفاده از مرطوب، جریان الکتریکی، واکنش های شیمیایی، درمان گرما. اغلب، جداسازی سنگ معدن فلزات به دلیل ذوب شدن رخ می دهد، یعنی گرم شدن با بازیابی.

استخراج آلومینیوم

این فرایند توسط متالورژی غیر آهنی انجام می شود. از لحاظ مصرف و تولید، یکی از رهبران در میان شاخه های صنعت سنگین است. شایع ترین فلز در پوسته زمین تقریبا در جهان مدرن مورد نیاز است. از لحاظ تولید، آلومینیوم دوم تنها به فولاد است. بیشتر این عنصر در صنعت حمل و نقل هوایی، خودرو و برق مورد استفاده قرار می گیرد. قابل توجه است که شایع ترین فلز در پوسته زمین می تواند به دست آورد و راه "مصنوعی". برای چنین واکنش شیمیایی، بوکسیت مورد نیاز خواهد بود. از این، آلومینا تشکیل شده است. هنگامی که این ماده با الکترود های کربنی و نمک فلوراید تحت تاثیر جریان الکتریکی ترکیب می شود، ممکن است سنگ معدن آلومینیوم خالص بدست آورده شود .

رهبر کشور در میان تولیدکنندگان این جزء چین است. در سال 18.5 میلیون تن فلز در آنجا ذوب می شود. شرکت رهبر در رتبه بندی مشابه برای استخراج آلومینیوم انجمن روسیه و سوئیس UC RUSAL است.

کاربرد فلزات

تمام عناصر گروه با قدرت، انعطاف پذیری و مقاومت نسبی به اثرات دما مشخص می شوند. به همین دلیل است که فلزات در زندگی روزمره شایع هستند. امروزه آنها سیم های الکتریکی، مقاومت، تجهیزات، وسایل خانگی را تولید می کنند.

فلزات مصالح ساختمانی و سازنده ایده آل هستند . آلیاژهای تمیز و ترکیب شده در ساخت و ساز استفاده می شود. در مهندسی و حمل و نقل هوایی، ترکیبات اصلی فولاد و جامدات جامد هستند.