Cel mai comun metal din scoarța pământului. Metalele în natură

Metalele reprezintă un grup de elemente care au proprietăți unice, cum ar fi conductivitatea electrică, transferul ridicat de căldură, coeficientul pozitiv de rezistență, luciu caracteristic și ductilitatea relativă. Acest tip de substanță este simplu în compuși chimici.

Clasificarea pe grupuri

Metalele sunt printre cele mai frecvente materiale folosite de omenire pe parcursul istoriei sale. Cele mai multe dintre ele sunt în straturile de mijloc ale crustății pământului, dar există și cele ascunse adânc în paturile montane.

În prezent, metalele ocupă cea mai mare parte a mesei periodice (94 din 118 elemente). Dintre cele recunoscute oficial, merită remarcate următoarele grupuri:

1. alcalin (litiu, potasiu, sodiu, franceză, cesiu, rubidiu). La contactul cu apa, ele formeaza hidroxizi.

2. Pământ alcalin (calciu, bariu, stronțiu, radium). Densitate și duritate.3. plămâni (aluminiu, plumb, zinc, galiu, cadmiu, staniu, mercur). Datorită densității scăzute, ele sunt adesea folosite în aliaje.

4. tranziție (uraniu, aur, titan, cupru, argint, nichel, fier, cobalt, platină, paladiu etc.). Au un grad variabil de oxidare.

5. semimetale (germaniu, siliciu, antimoniu, bor, poloniu etc.). În structura lor au o latură covalentă cristalină.

6. actinide (americium, toriu, actiniu, berkelium, curium, fermiu etc.).

7. lantanidelor (gadoliniu, samarium, ceriu, neodim, lutețiu, lantan, erbium etc.).

Este de remarcat faptul că există metale în scoarța terestră și cele care nu sunt identificate în grup. Acestea includ magneziu și beriliu.

Compuși nativi

În natură, există o clasă separată de codificare cristalochimică. Astfel de elemente includ nativ metale. Asta este mineralele din compoziție nu au legătură între ele. Cel mai adesea, metalele native din natură se formează ca urmare a proceselor geologice.În starea cristalină, în scoarța pământului sunt cunoscute 45 de substanțe. Cele mai multe dintre ele în natură sunt extrem de rare, prin urmare costul lor ridicat. Ponderea acestor elemente este de numai 0,1%. Trebuie remarcat faptul că găsirea acestor metale este, de asemenea, un proces laborios și costisitor. Se bazează pe utilizarea atomilor cu cochili și electroni stabili.

Metalele native sunt de asemenea numite metale nobile. Acestea se caracterizează prin inerție chimică și stabilitate a compușilor. Acestea includ aur, paladiu, platină, iridiu, argint, ruteniu etc. Cel mai adesea, cuprul se găsește în natură. Fierul în starea sa nativă este prezent în principal în depozitele de munte sub formă de meteoriți. Cele mai rare elemente ale grupului sunt plumbul, cromul, zincul, indiul și cadmiul.

Proprietăți de bază

Practic toate metalele în condiții normale sunt grele și durabile. Excepție - Franța și mercur, alcaline metale. Punctul de topire pentru că toate elementele grupului sunt diferite. Gama sa variază între -39 și +3410 grade Celsius. Cel mai rezistent la topire este tungstenul. Compușii săi își pierd rezistența numai atunci când temperatura de mai sus +3400 С. Din metalele ușor topite este necesar să se aloce plumbul și staniu.De asemenea, elementele sunt împărțite în funcție de densitate (ușoară și grea) și plasticitate (dur și moale). Toate conexiunile metalice sunt conductori excelenți. Această proprietate se datorează prezenței laturilor de cristal cu electroni activi. Conductivitatea maximă este cuprul, argintul și aluminiu, puțin mai puțin - sodiu. Este de remarcat proprietatile termice ridicate ale metalelor. Cel mai bun conductor de căldură este argintul, cel mai rău este mercurul.

Metalele din mediul înconjurător

Cel mai adesea, astfel de elemente pot fi găsite în forma de conexiuni și minereuri. Metalele din natură formează sulfuri, oxizi, carbonați. Pentru a purifica compușii, este mai întâi necesar să le separăm de minereu. Următorul pas va fi doparea și prelucrarea finală.

În metalurgia industrială, minereurile negre și colorate diferă. Cele dintâi se bazează pe compușii de fier, cei din urmă pe alte metale. Metalele prețioase sunt platină, aur și argint. Cele mai multe dintre ele sunt în crusta pământului. Cu toate acestea, o mică proporție este și în apa de mare.

Există elemente nobile chiar și în organismele vii. La om, aproximativ 3% din compușii metalici sunt conținute. În mare parte, organismul conține sodiu și calciu, care acționează ca un electrolit intercelular. Magneziul este necesar pentru funcționarea normală a sistemului nervos central și a masei musculare, fierul este util pentru sânge, cupru pentru ficat.

Găsirea compușilor metalici

Cele mai multe elemente sunt situate sub stratul superior al solului peste tot. Cel mai comun metal din scoarța pământului este aluminiu. Procentul său variază în limita a 8,2%. Găsiți cele mai frecvente metale din scoarța pământului nu este dificilă, deoarece are loc sub formă de minereuri.

Fierul și calciul în natură sunt îndeplinite puțin mai rar. Procentajul acestora este de 4,1%. Apoi sunt magneziu și sodiu - 2,3%, potasiu - 2,1%. Restul metalelor din natură nu ocupă mai mult de 0,6%. Este de remarcat că magneziu și sodiu pot fi extrase în mod egal atât în ​​sol cât și în apa de mare.Elementele metalice din natură se găsesc sub formă de minereuri sau în stare nativă, cum ar fi cuprul sau aurul. Există substanțe care trebuie obținute din oxizi și sulfuri, de exemplu hematit, caolin, magnetit, galena etc.

Producția de metale

Procedura de extracție a elementelor este redusă la extragerea mineralelor. Descoperirea metalelor în natură sub formă de minereuri este cel mai simplu și mai răspândit proces într-o industrie extinsă. Pentru a căuta depozite cristaline, se utilizează echipamente geologice speciale, care analizează compoziția substanțelor pe un anumit teren. Mai rar, descoperirea metalelor în natură se reduce la o metodă banală deschisă subterană.

După extracție, începe etapa de îmbogățire, când se extrage concentratul de minereu din mineralul inițial. Pentru a distinge elementele folosiți umectarea, curentul electric, reacțiile chimice, tratamentul termic. Cel mai adesea, separarea minereului metalic are loc ca urmare a topirii, adică a încălzirii cu recuperare.

Extracția aluminiului

Acest proces este tratat de metalurgia neferoasă. În ceea ce privește consumul și producția, acesta este lider printre alte ramuri ale industriei grele. Cel mai obișnuit metal din scoarța pământului este foarte solicitat în lumea modernă. Din punct de vedere al producției, aluminiul este al doilea numai la oțel. Cea mai mare parte a acestui element este folosită în industria aviatică, auto și electrică. Este demn de remarcat faptul că cel mai comun metal din scoarța pământului poate fi obținut și "artificial". Pentru o astfel de reacție chimică, vor fi necesare bauxite. Dintre acestea, se formează alumina. Când această substanță este combinată cu electrozi de carbon și sare de fluorură sub influența curentului electric, este posibil să se obțină cele mai pure aluminiu.

Liderul țării printre producătorii acestei componente este China. În acest an se topesc 18,5 milioane de tone de metal. Liderul companiei în ratingul similar pentru extracția aluminiului este asociația rusă-elvețiană UC RUSAL.

Aplicarea metalelor

Toate elementele grupului se disting prin rezistența, impermeabilitatea și rezistența relativă la efectele de temperatură. De aceea metalele sunt atât de comune în viața de zi cu zi. Astăzi, fac fire electrice, rezistențe, echipamente, articole de uz casnic.

Metalele sunt structurale și ideale materiale de scule. În construcții se folosesc aliaje curate și combinate. În inginerie și aviație, principalii compuși sunt oțel și legături mai solide.