Het meest voorkomende metaal in de aardkorst. Metalen in de natuur

Metalen zijn een groep elementen,die zulke unieke eigenschappen hebben als elektrische geleidbaarheid, hoge warmteoverdracht, positieve weerstandscoëfficiënt, karakteristieke glans en relatieve taaiheid. Dit type stof is eenvoudig in chemische verbindingen.

Indeling naar groepen

Metalen behoren tot de meest voorkomendematerialen die in de loop van de geschiedenis door de mensheid zijn gebruikt. De meeste bevinden zich in de middelste lagen van de aardkorst, maar er zijn er ook die diep in bergafzettingen verborgen zijn.

Op dit moment nemen metalen het grootste deel van het periodiek systeem in beslag (94 van de 118 elementen). Van de officieel erkende, moeten de volgende groepen worden vermeld:

1. Alkalisch (lithium, kalium, natrium, francium, cesium, rubidium). Bij contact met water vormen ze hydroxiden.

2. Alkalische aarde (calcium, barium, strontium, radium). Ze verschillen in dichtheid en hardheid.

3. longen (aluminium, lood, zink, gallium, cadmium, tin, kwik). Vanwege hun lage dichtheid worden ze vaak gebruikt in legeringen.

4. Overgangs (uranium, goud, titanium, koper, zilver, nikkel, ijzer, kobalt, platina, palladium, enz.). Ze hebben een variabele oxidatietoestand.

5. Halfmetalen (germanium, silicium, antimoon, boor, polonium, enz.). In hun structuur hebben ze een kristallijn covalent rooster.

6. actiniden (americium, thorium, anemonen, berkelium, curium, fermium, enz.).

7. Lanthanidenide (gadolinium, samarium, cerium, neodymium, lutetium, lanthaan, erbium, enz.).

Het is vermeldenswaard dat er metalen in de aardkorst zijn en metalen die niet in groepen zijn gedefinieerd. Deze omvatten magnesium en beryllium.

inheemse verbindingen

Er is een aparte les in de natuurkristal chemische codering. Deze elementen omvatten inheemse metalen. Deze mineralen zijn qua samenstelling niet aan elkaar verwant. Meestal worden inheemse metalen in de natuur gevormd als gevolg van geologische processen.

Kristallijn in de aardkorstEr zijn 45 stoffen bekend. De meeste van hen zijn uiterst zeldzaam van aard, vandaar hun hoge kosten. Het aandeel van dergelijke elementen is slechts 0,1%. Het is vermeldenswaard dat het vinden van deze metalen ook een moeizaam en duur proces is. Het is gebaseerd op het gebruik van atomen met stabiele schillen en elektronen.

Inheemse metalen worden ook wel edele metalen genoemd.Ze worden gekenmerkt door chemische inertie en stabiliteit van de verbinding. Deze omvatten goud, palladium, platina, iridium, zilver, ruthenium, enz. Koper wordt het vaakst in de natuur gevonden. IJzer in zijn oorspronkelijke staat is voornamelijk aanwezig in bergafzettingen in de vorm van meteorieten. De zeldzaamste elementen in de groep zijn lood, chroom, zink, indium en cadmium.

Basiseigenschappen

Vrijwel alle metalen onder normale omstandighedenverschilt in hardheid en duurzaamheid. De uitzondering is francium en kwik, alkalimetalen. Het smeltpunt voor alle elementen van de groep is anders. Het bereik varieert van -39 tot +3410 graden Celsius. Wolfraam wordt beschouwd als het meest bestand tegen smelten. De verbindingen verliezen hun stabiliteit alleen bij temperaturen boven +3400 C. Lood en tin moeten worden geïsoleerd uit gemakkelijk smeltende metalen.

Ook zijn de elementen verdeeld volgens dichtheid.(licht en zwaar) en plasticiteit (hard en zacht). Alle metalen verbindingen zijn zeer geleidend. Deze eigenschap is te wijten aan de aanwezigheid van kristalroosters met actieve elektronen. Koper, zilver en aluminium hebben de maximale geleidbaarheid, natrium is iets minder. Het is vermeldenswaard de hoge thermische eigenschappen van metalen. Zilver wordt beschouwd als de beste warmtegeleider en kwik is de slechtste.

Metalen in het milieu

Meestal zijn dergelijke elementen te vinden in de vormverbindingen en ertsen. Metalen in de natuur vormen sulfieten, oxiden, carbonaten. Om verbindingen te zuiveren, moet je ze eerst isoleren uit het erts. De volgende stap is het legeren en de eindverwerking.

In industriële metallurgie, ferro engekleurde ertsen. De eerste zijn gebouwd op basis van ijzerverbindingen, de laatste - op andere metalen. Edelmetalen zijn platina, goud en zilver. De meeste bevinden zich in de aardkorst. Maar ook zeewater heeft een klein aandeel.

Er zijn edele elementen, zelfs in levende organismen.Een persoon bevat ongeveer 3% metaalverbindingen. Het lichaam bevat voor het grootste deel natrium en calcium, die fungeren als een intercellulaire elektrolyt. Magnesium is essentieel voor de normale werking van het centrale zenuwstelsel en de spiermassa, ijzer is goed voor het bloed, koper is voor de lever.

Metaalverbindingen vinden

De meeste elementen bevinden zich onder de bovenkantoveral een laag aarde. Het meest voorkomende metaal in de aardkorst is aluminium. Het percentage varieert binnen 8,2%. Het vinden van het meest voorkomende metaal in de aardkorst is niet moeilijk, omdat het voorkomt in de vorm van ertsen.

IJzer en calcium komen iets minder vaak voor in de natuur.Hun percentage is 4,1%. Vervolgens komen magnesium en natrium - elk 2,3%, kalium - 2,1%. De rest van de metalen in de natuur nemen niet meer dan 0,6% in beslag. Het is opmerkelijk dat magnesium en natrium in gelijke mate kunnen worden gewonnen, zowel in de grond als in zeewater.

Metaalelementen komen van nature voor inin de vorm van ertsen of in een natuurlijke staat, zoals koper of goud. Er zijn stoffen die moeten worden verkregen uit oxiden en sulfiden, bijvoorbeeld hematiet, kaolien, magnetiet, galena, enz.

Metaalproductie

De procedure voor het extraheren van elementen wordt gereduceerd tot extraherenmineraal. Het vinden van metalen in de natuur in de vorm van ertsen is het eenvoudigste en meest voorkomende proces in een brede industrie. Om kristallijne afzettingen te zoeken, wordt speciale geologische apparatuur gebruikt die de samenstelling van stoffen in een specifiek deel van de aarde analyseert. Minder vaak wordt het vinden van metalen in de natuur gereduceerd tot de banale open-ondergrondse methode.

Na de mijnbouw begint de verrijkingsfase, vanaf:ertsconcentraat komt vrij uit het oorspronkelijke mineraal. Om elementen te onderscheiden, worden bevochtiging, elektrische stroom, chemische reacties en warmtebehandeling gebruikt. Meestal vindt het vrijkomen van metaalerts plaats als gevolg van smelten, dat wil zeggen verwarming met reductie.

aluminium mijnbouw

Non-ferrometallurgie houdt zich bezig met dit proces.Wat de omvang van consumptie en productie betreft, is het de leider onder andere takken van de zware industrie. Er is veel vraag naar het meest voorkomende metaal in de aardkorst in de moderne wereld. In termen van productie komt aluminium op de tweede plaats na staal.

Dit element wordt vooral gebruikt inluchtvaart-, automobiel- en elektrische industrie. Het is opmerkelijk dat het meest voorkomende metaal in de aardkorst ook "kunstmatig" kan worden verkregen. Deze chemische reactie vereist bauxiet. Hieruit wordt aluminiumoxide gevormd. Wanneer deze stof onder invloed van een elektrische stroom wordt gecombineerd met koolstofelektroden en fluoridezout, kan het zuiverste aluminiumerts worden verkregen.

Het leidende land onder de producenten hiervanonderdeel is China. Daar wordt jaarlijks tot 18,5 miljoen ton metaal gesmolten. Het toonaangevende bedrijf met een vergelijkbare beoordeling voor de winning van aluminium is de Russisch-Zwitserse vereniging UC RUSAL.

Toepassing van metalen

Alle elementen van de groep zijn duurzaam,ondoordringbaarheid en relatieve weerstand tegen temperatuureffecten. Dit is de reden waarom metalen zo gewoon zijn in het dagelijks leven. Tegenwoordig worden ze gebruikt om elektrische draden, weerstanden, apparatuur en huishoudelijke artikelen te maken.

Metalen zijn ideaal structureel eninstrumentale materialen. In de bouw worden zuivere en gecombineerde legeringen gebruikt. In de machinebouw en de luchtvaart zijn de belangrijkste verbindingen staal en hardere verbindingen.