Najpogostejša kovina v zemeljski skorji. Kovine v naravi

Kovine so skupina elementov, ki imajo tako edinstvene lastnosti kot električna prevodnost, visok prenos toplote, pozitiven koeficient odpornosti, značilen sijaj in relativna duktilnost. Ta vrsta snovi je preprosta v kemičnih spojinah.

Razvrstitev po skupinah

Kovine so med najpogostejšimi materiali, ki jih človeštvo uporablja v svoji zgodovini. Večina jih je v srednjih plasteh zemeljske skorje, vendar so tam, ki so skrite globoko v gorskih posteljah.

V tem trenutku kovin zaseda večino periodične tabele (94 od 118 elementov). Med uradno priznanimi je treba omeniti naslednje skupine:

1. Alkalna (litij, kalij, natrij, france, cezij, rubidij). Ob stiku z vodo tvorijo hidrokside.

2. Alkalna zemlja (kalcij, barij, stroncij, radij). Gostota in trdota.3. Lahka (aluminij, svinec, cink, galij, kadmij, kositer, živo srebro). Zaradi svoje nizke gostote se pogosto uporabljajo v zlitinah.

4. Prehodna (uran, zlato, titan, baker, srebro, nikelj, železo, kobalt, platina, paladij itd.). Imeti spremenljivo stopnjo oksidacije.

5. Polkroti (germanij, silicij, antimon, bor, polonij itd.). V svoji strukturi imajo kristalno kovalentno mrežo.

6. Actinides (americium, torij, aktinium, berkelium, kurij, fermij itd.).

7. Lantanidi (gadolinij, samarij, cerij, neodim, lutetij, lantan, erbij itd.).

Treba je omeniti, da v zemeljski skorji obstajajo kovine in tiste, ki v skupini niso opredeljene. Vključujejo magnezij in berilij.

Izvorne spojine

V naravi obstaja ločen razred kristalokemične kodifikacije. Takšni elementi vključujejo domorodne kovin. To je minerali sestave niso medsebojno povezani. Najpogosteje so naravne kovine v naravi oblikovane kot posledica geoloških procesov.V kristalnem stanju je v zemeljski skorji znanih 45 snovi. Večina jih je v naravi zelo redkih, zato so njihovi visoki stroški. Delež takšnih elementov je le 0,1%. Treba je opozoriti, da je iskanje teh kovin tudi težak in drag proces. Temelji na uporabi atomov s stabilnimi lupinami in elektroni.

Izvorne kovine imenujemo tudi plemenite kovine. Odlikujejo jih kemijska inercija in stabilnost spojin. Med njimi so zlato, paladij, platina, iridij, srebro, rutenij itd. Najpogosteje se v naravi nahaja baker. Železo v rodni državi je prisotno predvsem v gorskih nasipih v obliki meteoritov. Najbolj redki elementi skupine so svinec, krom, cink, indij in kadmij.

Osnovne lastnosti

Skoraj vse kovine v normalnih pogojih so trde in trpežne. Izjema - francija in živo srebro, alkalno kovin. Tališče za vse elemente skupine je drugačen. Njeno območje se giblje od -39 do +3410 stopinj Celzija. Najbolj odporen proti taljenju je volfram. Njegove spojine izgubijo odpornost samo, ko temperatura nad +3400 S. Iz zlahka staljenih kovin je treba dodeliti svinec in kositer.Tudi elementi so razdeljeni glede na gostoto (lahka in težka) in plastičnost (trda in mehka). Vse kovinske povezave so odlični vodniki. Ta lastnost je posledica prisotnosti kristalnih rešetk z aktivnimi elektroni. Največja prevodnost je baker, srebro in aluminij, malo manj - natrij. Treba je omeniti visoke toplotne lastnosti kovin. Najboljši toplotni prevodnik je srebro, najslabša je živo srebro.

Kovine v okolju

Najpogosteje so takšni elementi najdeni v oblika povezav in rude. Kovine v naravi tvorijo sulfite, okside, karbonate. Za čiščenje spojin je potrebno najprej ločiti od rude. Naslednji korak bo doping in končna obdelava.

V industrijski metalurgiji se črne in barvne rude razlikujejo. Prvi temeljijo na železnih spojinah, slednji pa na drugih kovin. Plemenite kovine so platina, zlato in srebro. Večina jih je v zemeljski skorji. Kljub temu je majhen delež tudi v morski vodi.

Žlahtni elementi so tudi v živih organizmih. Pri ljudeh vsebuje približno 3% kovinskih spojin. V glavnem telo vsebuje natrij in kalcij, ki delujejo kot medcelični elektrolit. Magnezij je potreben za normalno delovanje osrednjega živčnega sistema in mišične mase, železo je koristno za kri, baker za jetra.

Iskanje kovinskih spojin

Večina elementov se nahaja povsod po zgornjem sloju tal. Najpogostejša kovina v zemeljski skorji je aluminij. Njegov odstotek se razlikuje v 8,2%. Najti najpogostejšo kovino v zemeljski skorji ni težko, saj se pojavi v obliki rud.

Železo in kalcij v naravi se srečujeta malo manj pogosto. Njihov odstotek je 4,1%. Naslednja sta magnezij in natrij - 2,3%, kalij - 2,1%. Preostale kovine v naravi ne zasedajo več kot 0,6%. Omeniti velja, da se magnezij in natrij lahko ekstrahirajo tudi v tleh in v morski vodi.Kovinski elementi v naravi najdemo v obliki rud ali v domači državi, kot so baker ali zlato. Obstajajo snovi, ki jih je treba pridobiti iz oksidov in sulfidov, na primer hematita, kaolina, magnetita, galene itd.

Proizvodnja kovin

Postopek ekstrakcije elementov se zmanjša na pridobivanje mineralov. Odkrivanje kovin v naravi v obliki rud je najpreprostejši in najbolj razširjen proces v široki industriji. Za iskanje kristalnih usedlin uporabljamo posebno geološko opremo, ki analizira sestavo snovi na določenem zemljišču. Bolj redko se odkrivanje kovin v naravi zmanjša na banalno odprto podzemno metodo.

Po ekstrakciji se začne obogatitvena faza, ko se rudni koncentrat izloča iz začetnega minerala. Za razlikovanje elementov uporabljamo močenje, električni tok, kemične reakcije, toplotno obdelavo. Najpogosteje se ločevanje kovinske rude zgodi zaradi taljenja, to je ogrevanja z izterjavo.

Ekstrakcija aluminija

Ta proces se ukvarja z barvno metalurgijo. V smislu porabe in proizvodnje je vodilna med drugimi vejami težke industrije. Najbolj pogosta kovina v zemeljski skorji je v sodobnem svetu zelo zahtevna. Z vidika proizvodnje je aluminij drugi samo za jeklo. Večina tega elementa se uporablja v letalski, avtomobilski in električni industriji. Omeniti velja, da je mogoče najpogostejšo kovino v zemeljski skorji pridobiti in "umetno". Za tako kemično reakcijo bodo potrebni boksiti. Od tega nastane glinica. Ko je ta snov združena z ogljikovimi elektrodami in fluoridno soljo pod vplivom električnega toka, je mogoče doseči najčistejšo aluminijaste rude.

Vodilna država med proizvajalci te komponente je Kitajska. V letu 18,5 milijona ton kovin je tam. Vodja podjetja v podobni oceni za pridobivanje aluminija je rusko-švicarska zveza UC RUSAL.

Uporaba kovin

Vsi elementi skupine se razlikujejo po njihovi moči, nepropustnosti in relativni odpornosti na temperaturne učinke. Zato so kovine v vsakdanjem življenju tako pogoste. Danes izdelujejo električne žice, upore, opremo, gospodinjske predmete.

Kovine so idealne strukturne in materiali orodja. V gradbeništvu se uporabljajo čiste in kombinirane zlitine. V tehniki in letalstvu so glavne spojine jeklene in bolj trdne vezi.