Գունավոր, թանկարժեք և գունավոր մետաղների տեսակները և դրանց բնութագրերը

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Մետաղները պարզ տարրերի մեծ խումբ են՝ բնորոշ հատկանիշներով, ինչպիսիք են բարձր ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակությունը, դրական ջերմաստիճանի գործակիցը և այլն: Ճիշտ դասակարգելու և հասկանալու համար, թե ինչն է, դուք պետք է զբաղվեք բոլոր նրբերանգներով: Փորձենք ձեզ հետ դիտարկել մետաղների այնպիսի հիմնական տեսակներ, ինչպիսիք են գունավոր, գունավոր, թանկարժեք, ինչպես նաև համաձուլվածքները: Սա բավականին ծավալուն և բարդ թեմա է, բայց մենք կփորձենք ամեն ինչ դնել դարակների վրա։

Ի՞նչ պետք է իմանա բոլորը:

Մետաղները խմբերի դասակարգելուց առաջ անհրաժեշտ է հասկանալ հիմնական հատկանիշները։ Առաջնայինները ներառում են էլեկտրական հոսանքի հաղորդունակության բացասական գործակիցը։ Սա ենթադրում է, որ ջերմաստիճանի նվազման հետ հաղորդունակությունը մեծանում է, և որոշ հաղորդիչներ դառնում են գերհաղորդիչներ: Միեւնույն ժամանակ, ջերմաստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է մասնակիկամ թողունակության ամբողջական կորուստ: Երկրորդական հատկանիշները ներառում են մետաղական փայլ, ինչպես նաև բարձր հալման կետ: Բացի այդ, որոշ մետաղներ միացությունների տեսքով վերականգնող նյութի դեր են խաղում ռեդոքսային ռեակցիաներում։ Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ մաքուր մետաղներ բնության մեջ գործնականում երբեք չեն հայտնաբերվել, այնպես որ դուք չպետք է մոռանաք նաև հանքաքարի և նագեթների մասին:

Սև մետաղների մասին

Այս խումբը ներառում է երկաթը, ինչպես նաև դրա համաձուլվածքները (չուգուն, ֆերոհամաձուլվածքներ): Իրականում, սեւ մետաղները երկաթի և ածխածնի համաձուլվածք են, բայց բացի դրանից, կան նաև այլ քիմիական տարրեր, ինչպիսիք են ծծումբը, ֆոսֆորը, սիլիցիումը և այլն, որոնք առավել հաճախ պղինձ, քրոմ կամ նիկել են: Սև մետաղների բոլոր տեսակները դասակարգվում են ըստ ածխածնի պարունակության: Այսպիսով, կան հետևյալ համաձուլվածքները՝

• Չուգուն - ածխածնի քանակը տատանվում է 2-ից 4,3%, որոշ դեպքերում հասնում է 5% կրիտիկական մակարդակի: Տարբեր քիմիական տարրեր ուղղակիորեն ազդում են արտադրանքի հատկությունների վրա: Այսպիսով, ծծումբը ֆոսֆորի հետ մեծացնում է փխրունությունը, մինչդեռ քրոմը և նիկելի հավելումները դարձնում են չուգուն ավելի ջերմակայուն և կոռոզիայից դիմացկուն:
• Պողպատ՝ ածխածնի պարունակությունը մինչև 2%։ Չուգունից այն տարբերվում է բարձր ճկունությամբ, ինչպես նաև բարձր տեխնոլոգիական կատարողականությամբ (ավելի հեշտ է մշակել):

Չուգունի և պողպատի առանձնահատկությունները մանրամասն

Ներկայումս գոյություն ունիչուգունի մի քանի տեսակներ, որոնք օգտագործվում են առօրյա կյանքում, ինչպես նաև արդյունաբերության մեջ՝ ձուլարան (մոխրագույն) և փոխակերպում (սպիտակ): Վերջինս առաջին տեսակից տարբերվում է նրանով, որ ածխածինը կապված է ցեմենտի տեսքով, առաջին դեպքում՝ ազատ վիճակում՝ գրաֆիտի տեսքով։ Այս նյութի ամրության նվազումը պայմանավորված է նրանով, որ գրաֆիտային թիթեղները կոտրում են մետաղական կառուցվածքը՝ դրանով իսկ թուլացնելով այն։ Առկա է ձևափոխված մոխրագույն չուգուն։ Դրա առանձնահատկությունն այն է, որ գրաֆիտը գնդաձև է, ինչը մեծացնում է արտադրանքի մեխանիկական հատկությունները։

Երևի արդեն հասկացել եք, որ դրանք դարձել են ավելի բազմակողմանի՝ բաղադրության մեջ պարունակվող ոչ այնքան ածխածնի պատճառով։ Այսպիսով, կառուցվածքային պողպատները պարունակում են 0,02-ից մինչև 0,85% ածխածին և օգտագործվում են շինարարության համար: Նրանց հիմնական առավելությունը լավ պլաստիկությունն է: Փխրունության աստիճանը ցածր է։ Կան նաև գործիքայիններ, որոնցում ածխածնի պարունակությունը մի փոքր ավելի բարձր է՝ 0,65-ից մինչև 1,4%, հետևաբար, այն ավելի ամուր համաձուլվածք է, բայց փխրուն։ Օգտագործվում է, ինչպես անունն է ենթադրում, որպես գործիքներ (մեքենաների և հավաքների աշխատանքային մասերի կտրում, սղոցում) բլանկ ստեղծելու համար։ Այստեղ մենք դիտարկել ենք գունավոր մետաղների տեսակները, ուստի եկեք ավելի հեռուն գնանք:

Թանկարժեք մետաղներ

Այս խումբը ներառում է քիմիապես կայուն համաձուլվածքներ, որոնք չեն օքսիդանում ջրում և օդում: Հարկ է նշել, որ նման մետաղների թիվը ողջ մոլորակի վրա համեմատաբար փոքր է, իսկ արդյունահանման և վերամշակման գործընթացը չափազանց բարդ և ժամանակատար: Եթե երկար ժամանակ մարդկությունը գիտեր ընդամենը 7 խմբի մասին, ապա այսօր դրանք մի քանիսն են։ավելին։ Այսպիսով, թանկարժեք մետաղների ամենահայտնի տեսակները՝ ոսկի, արծաթ, պլատին, օսմիում, ռոդիում, պալադիում, իրիդիում և այլն։ Դրանք բոլորը հանդիպում են բնության մեջ։ Կան նաև այսպես կոչված իզոտոպներ։ Դրանք ստացվում են լաբորատորիաներում բարդ քիմիական ռեակցիաներով։ Այդպիսի ամենաթանկ մետաղը կալիֆորնիում-252-ն է՝ 500 հազար դոլար մեկ գրամի դիմաց։ Ժամանակակից լաբորատորիաներում ստացված օսմիում-187-ը ամենապահանջվածներից է։

Արծաթի և ոսկու մասին

Քարի դարից մարդկանց ծանոթ է եղել այնպիսի մետաղ, ինչպիսին ոսկին է: Վստահաբար կարելի է ասել, որ սա աշխարհի ամենակարեւոր թանկարժեք մետաղն է։ Բնության մեջ այն ամենից հաճախ հանդիպում է փոքր քանակությամբ կեղտերով բեկորների տեսքով կամ արծաթի հետ համաձուլվածքի մեջ։ Բացառիկ հատկանիշները ներառում են ջերմային հաղորդունակություն և շատ ցածր դիմադրություն: Իհարկե, չի կարելի չնկատել ոսկու ճկունությունը, ինչի պատճառով այն չափազանց տարածված նյութ է զարդեր պատրաստելու համար։ Հետաքրքիր փաստ. Ավստրալիայում հայտնաբերվել է ոսկու ամենամեծ բնակտորը. Նա կշռում էր մոտ 90 կիլոգրամ։

Եթե դիտարկենք թանկարժեք մետաղների հիմնական տեսակները, ապա արծաթի մասին չենք կարող ասել։ Բնության մեջ այս նյութը հանդիպում է բնիկ ձևով (արծաթի հանքաքար): Բայց հարկ է նշել, որ հիմնական արտադրությունն իրականացվում է բարդ հանքաքարերից, որտեղ արծաթը համեմատաբար քիչ է, բայց նման օգտակար հանածոների հանքավայրերն ավելի տարածված են։ Այն շատ փափուկ և ճկուն մետաղ է, որն ունի բացառիկ էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակություն:

Ռոդիում և պլատին

Ռոդիումը մետաղ է, ոչՈւստի սեփական հանքանյութեր ունենալը ամենաթանկերից մեկն է: Մեկ գրամի դիմաց ստիպված կլինեք վճարել ավելի քան 220 դոլար։ Այս ազնիվ մետաղն ունի արծաթագույն գույն՝ կապտավուն երանգով։ Այն առանձնանում է քիմիական և ջերմային ազդեցությունների նկատմամբ դիմադրությամբ, սակայն իր փխրունության պատճառով չափազանց խոցելի է մեխանիկական վնասների նկատմամբ։ Քանի որ այն բավականին թանկ է, այն օգտագործվում է միայն այնտեղ, որտեղ անհնար է գտնել անալոգային:

Եթե դիտարկենք մետաղների տեսակներն ու տեսակները, ապա չենք կարող ասել 1952 թվականին շվեդ քիմիկոսի կողմից հայտնաբերված պլատինի մասին։ Սա բավականին հազվադեպ նյութ է և բնության մեջ հանդիպում է միայն այլ մետաղների հետ համաձուլվածքների հետ միասին: Հանքարդյունաբերության գործընթացը չափազանց աշխատատար է և մեծ ներդրումներ է պահանջում, բայց արժե այն, քանի որ մինչ օրս հայտնի ոչ մի թթու չի ազդում պլատինի վրա: Տաքացնելիս այն չի փոխում իր գույնը և չի օքսիդանում։

Գունավոր մետաղների տեսակները

Այս խումբն ամենապահանջվածն է, քանի որ նյութերի մեծ մասը գլանվածքի արտադրության հումք է։ Եթե խոսենք ծավալի մասին, ապա այն բավականին ընդարձակ է, այն է՝ մեքենաշինություն, մետալուրգիա, ռադիոէլեկտրոնիկա, բարձր տեխնոլոգիաներ և այլն։ Ըստ ֆիզիկական հատկությունների՝ առանձնանում են գունավոր մետաղների հետևյալ տեսակները՝ ։

• ծանր (կապար, ցինկ, անագ, նիկել և այլն);
• թեթև (ալյումին, տիտան, մագնեզիում և այլն):

Այս դասակարգման համաձայն գոյություն ունի թեթև և ծանր մետաղների մետալուրգիա։ Գաղտնիք չէ, որ այս խմբից կարելի է պատրաստել բացարձակապես ցանկացած տեխնիկա։ Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ գույնի համարներառում է բոլոր տեսակի մետաղական համաձուլվածքներ, բացառությամբ երկաթի։ Հիմա անցնենք առաջ։

Ծանր մետաղների հիմնական տեսակները

Մինչ օրս գոյություն ունի նյութերի այս խմբի հայեցակարգի մոտավորապես 40 սահմանում: Տարբերակիչ հատկանիշների թվում է տպավորիչ ատոմային քաշը, սովորաբար ավելի քան 50: Այստեղից կարելի է եզրակացնել, որ այն ամենը, ինչ գալիս է վանադիումից հետո (անկախ խտությունից) պետք է ներառվի ցանկում: Բայց եթե օգտագործվում է մեկ այլ սահմանում, ապա որոշիչ պարամետրը կարող է լինել խտությունը, որը պետք է լինի ավելի շատ, քան երկաթը (8 գ/սմ3): Այս դեպքում ցուցակը կներառի` կապար, սնդիկ, պղինձ, բայց ցուցակի ետևում կլինի թիթեղը: Այսօր այս խմբի կողմից շրջակա միջավայրի աղտոտման խնդիրը չափազանց սուր է դրված։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ շատ մետաղներ օգտագործվում են ծանր արդյունաբերության մեջ և կեղտաջրերի հետ միասին հայտնվում օվկիանոսում: Հիմնական խնդիրը սնդիկի, կապարի, կադմիումի բարձր թունավորությունն է։ Բացի այդ, ծանր մետաղների որոշ տեսակներ հակված են կուտակվել կենդանի օրգանիզմներում: Այսպիսով, 1977 թվականին սնդիկի թունավորման հետևանքով ավելի քան 2300 զոհ կար։

Սնդիկ, կապար և կադմիում

Սրանք ամենավտանգավոր ծանր գունավոր մետաղներն են։ Դրանք շրջակա միջավայրի հիմնական աղտոտիչներն են։ Սնդիկը մարդու համար խիստ թունավոր մետաղ է, այն օվկիանոս է մտնում մթնոլորտի և կոյուղու միջոցով: Երբ ածուխն այրվում է էլեկտրակայաններում, սնդիկի միացությունները արտանետվում են մթնոլորտ, իսկ հետո տեղումների տեսքով ընկնում օվկիանոս: Բացի այդ, նրանց մեջ կուտակվում են բազմաթիվ քաղցրահամ և ծովային կենդանիներմարմնում զգալի քանակությամբ սնդիկ, որը մեկ անգամ չէ, որ հանգեցրել է մարդու թունավորման և նույնիսկ մահվան։

Կադմիումը ցրված և բավականին հազվադեպ տարր է, որը օվկիանոս է մտնում մետալուրգիական և հանքաքարի արդյունահանման արդյունաբերության կեղտաջրերի հետ միասին: Պետք է նշել, որ կադմիումը առկա է մարդու օրգանիզմում, սակայն այն շատ փոքր է։ Խրոնիկ թունավորումների ժամանակ ոսկորները քայքայվում են, և սկսվում է անեմիա։ Ինչ վերաբերում է կապարին, ապա ցրված վիճակում այս մետաղը հանդիպում է գրեթե ամենուր։ Մետաղների նման տեսակները, որոնց լուսանկարները ներկայացրել ենք վերևում, արտազատվում են օրգանիզմից, բայց բավականին դանդաղ, ուստի դրանց ավելցուկը առողջական լուրջ խնդիրներ է առաջացնում։ Մայրցամաքային փոշու հետ միասին օվկիանոս է մտնում մոտավորապես 25000 տոննա կապար՝ տեղումների հետ միասին։

Ծանոթագրություն

Ինչպես տեսնում եք, կան մետաղների տարբեր տեսակներ և հատկություններ: Ինչ-որ բան ամենևին էլ վտանգավոր չէ, և մենք ամեն օր արծաթե խաչ ու ոսկյա մատանի ենք կրում մեր ձեռքին։ Ռադիոակտիվ նյութերը կարող են սպանել մարդուն, ուստի բնապահպաններն ամբողջ աշխարհում փորձում են մասամբ լուծել օվկիանոս և մթնոլորտ վտանգավոր մետաղների արտանետման հարցը։ Իհարկե, նման խնդիրներ լուծելը շատ դժվար է, հատկապես հաշվի առնելով, որ ձեռնարկատերերի մեծ մասն ընդհանրապես կապ չի հաստատում։ Այնուամենայնիվ, մի մոռացեք, որ առանց հաղորդիչների, որոնք նույնպես բաղկացած են մետաղից, էլեկտրական սխեման անհնար է, և առանց երկաթի չեն լինի մեքենաներ և մեզ ծանոթ այլ իրեր։

Մենք չենք անդրադարձել Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի այսպես կոչված ռադիոակտիվ մետաղների խմբին։ Այստեղներառում են՝ տեխնիում, պոլոնիում, պրոմեթիում և այլն։ Հիմնական նպատակը միջուկային ռեակտորներում և զենքերում օգտագործելն է, ինչը նրանց շատ վտանգավոր է դարձնում։

Եզրակացություն

Դուք պետք է նկատել, որ կան բազմաթիվ տարբեր տեսակի մետաղներ: Բնության մեջ դրանց մեծ մասը առկա է հանքաքարերի տեսքով և ձևավորում է տարբեր սուլֆիդներ, կարբոնատներ և այլ քիմիական միացություններ։ Մաքուր մետաղներ ստանալու և դրանց հետագա օգտագործման համար օգտագործվում են ժամանակակից տեխնոլոգիական մաքրման և հարստացման գծեր։ Անշուշտ ձեզ կհետաքրքրի իմանալ, որ մարդու օրգանիզմը նույնպես պարունակում է փոքր քանակությամբ մետաղական միացություններ՝ մոտ 3%: Այսպիսով, ոսկորներում ունենք կալցիում, արյան մեջ՝ երկաթ, մկաններում անընդհատ մագնեզիում է կուտակվում, իսկ լյարդում պղինձ կա։

Դե, սկզբունքորեն, դա այն ամենն է, ինչ կարելի է ասել այն մասին, թե ինչ տեսակի մետաղական համաձուլվածքներ գոյություն ունեն: Չնայած այն հանգամանքին, որ սա բավականին բարդ թեմա է, այն կարող է հետաքրքրել մետաղագործության սիրահարներին։