Cel mai obișnuit metal din scoarța terestră. Metale în natură

Metalele sunt un grup de elemente,care au proprietăți unice precum conductivitatea electrică, transfer ridicat de căldură, coeficient de rezistență pozitiv, luciu caracteristic și ductilitate relativă. Acest tip de substanță este simplu în compușii chimici.

Clasificarea pe grupe

Metalele sunt printre cele mai frecventemateriale care au fost folosite de omenire de-a lungul istoriei sale. Cele mai multe dintre ele sunt situate în straturile medii ale scoarței terestre, dar există și cele care sunt ascunse adânc în depozitele montane.

În acest moment, metalele ocupă cea mai mare parte a tabelului periodic (94 din 118 elemente). Dintre cei recunoscuți oficial, trebuie menționate următoarele grupuri:

1. Alcalin (litiu, potasiu, sodiu, franciu, cesiu, rubidiu). La contactul cu apa, formează hidroxizi.

2. Pământ alcalin (calciu, bariu, stronțiu, radiu). Ele diferă prin densitate și duritate.

3. Plămânii (aluminiu, plumb, zinc, galiu, cadmiu, staniu, mercur). Datorită densității lor reduse, acestea sunt adesea folosite în aliaje.

4. Tranzitorie (uraniu, aur, titan, cupru, argint, nichel, fier, cobalt, platină, paladiu etc.). Au o stare de oxidare variabilă.

5. Semi-metale (germaniu, siliciu, antimoniu, bor, poloniu etc.). În structura lor, au o rețea covalentă cristalină.

6. Actinide (americium, toriu, anemone, berkeliu, curiu, fermiu etc.).

7. Lantanide (gadoliniu, samariu, ceriu, neodim, lutetiu, lantan, erbiu etc.).

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

Compuși nativi

Există o clasă separată în naturăcodificare chimică cristalină. Aceste elemente includ metale native. Aceste minerale nu sunt legate între ele în compoziție. Cel mai adesea, metalele native din natură se formează ca rezultat al proceselor geologice.

Cristalin în scoarța terestrăSe cunosc 45 de substanțe. Cele mai multe dintre ele sunt extrem de rare în natură, de unde costul lor ridicat. Ponderea acestor elemente este de numai 0,1%. Este demn de remarcat faptul că găsirea acestor metale este, de asemenea, un proces laborios și costisitor. Se bazează pe utilizarea atomilor cu cochilii stabile și electroni.

Metalele native se mai numesc metale nobile.Acestea se caracterizează prin inerție chimică și stabilitate a compușilor. Acestea includ aur, paladiu, platină, iridiu, argint, ruteniu etc. Cuprul se găsește cel mai adesea în natură. Fierul în starea sa natală este prezent în principal în zăcămintele montane 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 normalediferă prin duritate și durabilitate. Excepția este franciul și mercurul, metalele alcaline. Punctul de topire pentru toate elementele grupului este diferit. Gama sa variază de la -39 la +3410 grade Celsius. Tungstenul este considerat cel mai rezistent la topire. Compușii săi își pierd stabilitatea numai la temperaturi peste +3400 C. Plumbul și staniul trebuie izolate din metalele ușor topite.

De asemenea, elementele sunt împărțite în funcție de densitate.(ușor și greu) și plasticitate (dur și moale). Toate conexiunile metalice sunt extrem de conductive. Această proprietate se datorează prezenței rețelelor de cristal cu electroni activi. Cuprul, argintul și aluminiul au conductivitatea maximă, sodiul este puțin mai mic. Este demn de remarcat proprietățile termice ridicate ale metalelor. Argintul este considerat cel mai bun conductor de căldură, iar mercurul este cel mai rău.

Metale din mediu

Cel mai adesea, astfel de elemente pot fi găsite în formăcompuși și minereuri. Metalele din natură formează sulfiți, oxizi, carbonați. Pentru a purifica compușii, trebuie mai întâi să îi izolați de minereu. Următorul pas este alierea și prelucrarea finală.

În metalurgia industrială, feroasă șiminereuri colorate. Primele sunt construite pe baza compușilor de fier, cel din urmă - pe alte metale. Metalele prețioase sunt platina, aurul și argintul. Cele mai multe dintre ele sunt situate în scoarța terestră. Cu toate acestea, apa de mare reprezintă, de asemenea, o mică parte.

Există elemente nobile chiar și în organismele vii.O persoană conține aproximativ 3% din compuși metalici. În cea mai mare parte, corpul 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 bun pentru sânge, cupru - pentru ficat.

Găsirea compușilor metalici

Majoritatea elementelor sunt situate sub partea de susun strat de sol peste tot. Cel mai comun metal din scoarța terestră este aluminiul. Procentul său variază în limita a 8,2%. Găsirea celui mai abundent metal din scoarța terestră nu este dificilă, deoarece apare sub formă de minereuri.

Fierul și calciul se găsesc în natură puțin mai rar.Procentul lor este de 4,1%. Urmează magneziu și sodiu - 2,3% fiecare, potasiu - 2,1%. Restul metalelor din natură nu ocupă mai mult de 0,6%. Este de remarcat faptul că magneziul și sodiul pot fi exploatate în mod egal atât în ​​pământ, cât și în apa de mare.

Elementele metalice apar în mod natural însub formă de minereuri sau într-o stare nativă, cum ar fi cuprul sau aurul. Există substanțe care trebuie obținute din oxizi și sulfuri, de exemplu, hematit, caolin, magnetit, galenă etc.

Producția de metale

Procedura de extragere a elementelor se reduce la extrageremineral. Găsirea metalelor în natură sub formă de minereuri este cel mai simplu și cel mai comun proces într-o industrie largă. Pentru a căuta depozite cristaline, se utilizează echipamente geologice speciale care analizează compoziția substanțelor dintr-o anumită zonă a pământului. Mai rar, găsirea metalelor în natură se reduce la metoda banală deschis-subterană.

După minerit, începe etapa de îmbogățire, când de laconcentratul de minereu este precipitat din mineralul original. Pentru a distinge elemente, se utilizează umectarea, curentul electric, reacțiile chimice, tratamentul termic. Cel mai adesea, eliberarea de minereu metalic are loc ca urmare a topirii, adică a încălzirii cu reducere.

Extractia aluminiului

Metalurgia neferoasă este implicată în acest proces.În ceea ce privește amploarea consumului și a producției, este lider printre alte ramuri ale industriei grele. Cel mai răspândit metal din scoarța terestră este foarte solicitat în lumea modernă. În ceea ce privește producția, aluminiul este al doilea doar după oțel.

Cel mai mult, acest element este folosit înindustria aviatică, auto și electrică. Este de remarcat faptul că cel mai răspândit metal din scoarța terestră poate fi obținut și „artificial”. Această reacție chimică necesită bauxită. Din ele se formează alumină. Când această substanță este combinată cu electrozi de carbon și sare de fluor sub acțiunea unui curent electric, se poate obține cel mai pur minereu de aluminiu.

Țara de frunte dintre producătorii acesteicomponenta este China. Până la 18,5 milioane de tone de metal sunt topite anual. Compania principală într-un rating similar pentru extracția de aluminiu este asociația ruso-elvețiană UC RUSAL.

Aplicarea metalelor

Toate elementele grupului sunt durabile,impermeabilitatea și rezistența relativă la efectele de temperatură. Acesta este motivul pentru care metalele sunt atât de frecvente în viața de zi cu zi. Astăzi, acestea sunt utilizate pentru a produce fire electrice, rezistențe, echipamente și articole de uz casnic.

Metalele sunt structurale ideale șimateriale instrumentale. Aliajele pure și combinate sunt utilizate în construcții. În ingineria mecanică și aviația, compușii principali sunt oțelul și legăturile mai dure.