I metalli sono un gruppo di elementi che hanno proprietà uniche come conduttività elettrica, elevato trasferimento di calore, coefficiente di resistenza positivo, lucentezza caratteristica e duttilità relativa. Questo tipo di sostanza è semplice in termini di composti chimici.
Classificazione per gruppi
I metalli sono tra i materiali più comuni utilizzati dall'umanità nel corso della sua storia. La maggior parte di essi si trova negli strati intermedi della crosta terrestre, ma ci sono anche quelli nascosti nelle profondità dei depositi montuosi.
Al momento, i metalli occupano la maggior parte della tavola periodica (94 elementi su 118). Tra i gruppi ufficialmente riconosciuti, vale la pena notare i seguenti gruppi:
1. Alcalino (litio, potassio, sodio, francio, cesio, rubidio). A contatto con l'acqua, formano idrossidi.
2. Terre alcaline (calcio, bario, stronzio, radio). Differiscono per densità e durezza.
3. Luce (alluminio, piombo, zinco, gallio, cadmio, stagno, mercurio). Spesso utilizzato nelle leghe a causa della bassa densità.
4. transitorio (uranio,oro, titanio, rame, argento, nichel, ferro, cob alto, platino, palladio, ecc.). Hanno uno stato di ossidazione variabile.
5. Semimetalli (germanio, silicio, antimonio, boro, polonio, ecc.). Hanno un reticolo covalente cristallino nella loro struttura.
6. Attinidi (americio, torio, attinio, berkelio, curio, fermio, ecc.).
7. Lantanidi (gadolinio, samario, cerio, neodimio, lutezio, lantanio, erbio, ecc.).
Vale la pena notare che ci sono metalli nella crosta terrestre e quelli che non sono definiti in gruppi. Questi includono magnesio e berillio.
Composti nativi
In natura, esiste una classe separata di codificazione cristallo-chimica. Questi elementi includono metalli nativi. Questi sono minerali che non sono correlati tra loro. Molto spesso, i metalli nativi in natura si formano a seguito di processi geologici.
45 sostanze sono note allo stato cristallino nella crosta terrestre. La maggior parte di loro sono estremamente rari in natura, da qui il loro costo elevato. La quota di tali elementi è solo dello 0,1%. Va notato che anche la ricerca di questi metalli è un processo laborioso e costoso. Si basa sull'uso di atomi con gusci ed elettroni stabili.
I metalli nativi sono anche chiamati nobili. Sono caratterizzati da inerzia chimica e stabilità dei composti. Questi includono oro, palladio, platino, iridio, argento, rutenio, ecc. Il rame si trova più spesso in natura. Il ferro allo stato nativo è presente principalmente nei depositi di montagna sotto forma di meteoriti. al massimoelementi rari del gruppo sono piombo, cromo, zinco, indio e cadmio.
Caratteristiche di base
Quasi tutti i metalli in condizioni normali sono duri e resistenti. L'eccezione è il francio e il mercurio, metalli alcalini. La temperatura di fusione per tutti gli elementi del gruppo è diversa. La sua gamma varia da -39 a +3410 gradi Celsius. Il tungsteno è considerato il più resistente alla fusione. I suoi composti perdono la loro resistenza solo a temperature superiori a +3400 C. Il piombo e lo stagno devono essere distinti dai metalli facilmente fusibili.
Inoltre, gli elementi sono suddivisi in base alla densità (leggera e pesante) e alla plasticità (dura e morbida). Tutti i composti metallici conducono molto bene l'elettricità. Questa proprietà è dovuta alla presenza di reticoli cristallini con elettroni attivi. Rame, argento e alluminio hanno la massima conduttività, il sodio ha una conduttività leggermente inferiore. Vale la pena notare le elevate proprietà termiche dei metalli. L'argento è considerato il miglior conduttore di calore, il mercurio è il peggiore.
Metalli nell'ambiente
Molto spesso, questi elementi possono essere trovati sotto forma di composti e minerali. I metalli in natura formano solfiti, ossidi, carbonati. Per purificare i composti, è prima necessario isolarli dalla composizione del minerale. Il prossimo passo sarà la lega e la lavorazione finale.
Nella metallurgia industriale si distinguono minerali ferrosi e non ferrosi. I primi sono costruiti sulla base di composti di ferro, i secondi su altri metalli. Platino, oro e argento sono considerati metalli preziosi. La maggior parte di loro si trova nella crosta terrestre. Tuttaviain misura minore, anche l'acqua di mare rappresenta una piccola proporzione.
Ci sono elementi nobili anche negli organismi viventi. Una persona contiene circa il 3% di composti metallici. Per la maggior parte, il corpo contiene sodio e calcio, che agiscono come elettroliti intercellulari. Il magnesio è necessario per il normale funzionamento del sistema nervoso centrale e della massa muscolare, il ferro fa bene al sangue, il rame fa bene al fegato.
Trovare composti metallici
La maggior parte degli elementi si trova ovunque sotto lo strato superiore del terreno. Il metallo più comune nella crosta terrestre è l'alluminio. La sua percentuale varia all'interno dell'8,2%. Trovare il metallo più comune nella crosta terrestre non è difficile, poiché si presenta sotto forma di minerali.
Il ferro e il calcio sono leggermente meno comuni in natura. La loro percentuale è del 4,1%. Poi vengono magnesio e sodio - 2,3% ciascuno, potassio - 2,1%. I restanti metalli in natura non occupano più dello 0,6%. È interessante notare che magnesio e sodio possono essere estratti allo stesso modo sia nel terreno che nell'acqua di mare.
Gli elementi metallici in natura si trovano sotto forma di minerali o allo stato nativo, come il rame o l'oro. Ci sono sostanze che devono essere ottenute da ossidi e solfuri, ad esempio ematite, caolino, magnetite, galena, ecc.
Produzione di metallo
La procedura per estrarre gli elementi si riduce all'estrazione dei minerali. Trovare metalli in natura sotto forma di minerali è il processo più semplice e comune nell'industria generale. Per la ricercadepositi cristallini, speciali apparecchiature geologiche vengono utilizzate per analizzare la composizione delle sostanze in un particolare pezzo di terra. Più raramente, la presenza di metalli in natura è ridotta a un banale metodo sotterraneo a cielo aperto.
Dopo l'estrazione, inizia la fase di arricchimento, quando il concentrato di minerale viene separato dal minerale originale. Bagnatura, corrente elettrica, reazioni chimiche, trattamento termico sono usati per distinguere gli elementi. Molto spesso, il rilascio di minerale metallico si verifica a seguito della fusione, ovvero del riscaldamento con recupero.
Estrazione dell'alluminio
La metallurgia non ferrosa è coinvolta in questo processo. In termini di consumo e produzione, è leader tra gli altri rami dell'industria pesante. Il metallo più comune nella crosta terrestre è molto richiesto nel mondo moderno. In termini di produzione, l'alluminio è secondo solo all'acciaio.
Soprattutto, questo elemento viene utilizzato nell'industria aeronautica, automobilistica ed elettrica. È interessante notare che il metallo più comune nella crosta terrestre può essere ottenuto anche con mezzi "artificiali". Per una tale reazione chimica sono necessarie bauxiti. Formano allumina. Combinando questa sostanza con elettrodi di carbonio e sale di fluoruro sotto l'azione di una corrente elettrica, puoi ottenere il minerale di alluminio più puro.
La Cina è il paese leader tra i produttori di questo componente. Ogni anno vengono fuse fino a 18,5 milioni di tonnellate di metallo. L'associazione russo-svizzera UC RUSAL è leader in una valutazione simile per l'estrazione dell'alluminio.
Uso di metalli
Tutti gli elementi del gruppo sono durevoli, impermeabili e relativamente resistenti alla temperatura. Ecco perché i metalli sono così comuni nella vita di tutti i giorni. Oggi vengono utilizzati per realizzare cavi elettrici, resistori, elettrodomestici e articoli per la casa.
I metalli sono materiali ideali per la costruzione e gli utensili. Nella costruzione vengono utilizzate leghe pure e combinate. In ingegneria e aviazione, i collegamenti principali sono l'acciaio e le obbligazioni più dure.
