Най-разпространеният метал в земната кора. Метали в природата

Металите са група елементи, които имат такива уникални свойства като електрическа проводимост, висок топлопренос, положителен коефициент на съпротивление, характерен блясък и относителна еластичност. Този тип вещество е прост в химичните съединения.

Класификация по групи

Металите са сред най-често използваните от човечеството материали през цялата си история. Повечето от тях са в средните слоеве на земната кора, но има и такива, които са скрити дълбоко в планинските легла.

В момента металите заемат по-голямата част от периодичната таблица (94 от 118 елемента). От официално признатите заслужава да се отбележат следните групи:

1. алкален (литий, калий, натрий, франс, цезий, рубидий). При контакт с вода те образуват хидроксиди.

2. Алкална земя (калций, барий, стронций, радий). Плътност и твърдост.3. бели дробове (алуминий, олово, цинк, галий, кадмий, калай, живак). Поради ниската им плътност те често се използват в сплави.

4. преходен (уран, злато, титан, мед, сребро, никел, желязо, кобалт, платина, паладий и др.). Имате променлива степен на окисление.

5. полуметали (германий, силиций, антимон, бор, полоний и др.). В своята структура те имат кристална ковалентна решетка.

6. актинидите (америкация, торий, актиниум, беркелиум, кукум, ферим и др.).

7. лантаниди (гадолиний, самарий, церий, неодим, лутетий, лантан, ербий и др.).

Струва си да се отбележи, че в земната кора има метали и тези, които не са идентифицирани в групата. Те включват магнезий и берилий.

Нативни съединения

В природата съществува отделен клас кристалнохимична кодификация. Такива елементи включват местни метали. Това е минералите от състава не са свързани помежду си. Най-често природните метали в природата се образуват в резултат на геоложки процеси.В кристално състояние са познати 45 вещества в земната кора. Повечето от тях в природата са изключително редки, поради което високата им цена. Делът на тези елементи е само 0,1%. Трябва да се отбележи, че намирането на тези метали също е труден и скъп процес. Тя се основава на използването на атоми със стабилни черупки и електрони.

Народните метали също се наричат ​​благородни метали. Те се характеризират с химическа инерция и стабилност на съединенията. Те включват злато, паладий, платина, иридий, сребро, рутений и др. Най-често медта се среща в природата. Желязото в родното си състояние присъства главно в планински отломки под формата на метеорити. Най-редките елементи в групата са олово, хром, цинк, индий и кадмий.

Основни свойства

Почти всички метали при нормални условия са твърди и трайни. Изключение - Франция и живак, алкални метали. Точка на топене за всички елементи на групата е различен. Диапазонът му варира от -39 до +3410 градуса по Целзий. Най-устойчиви на топене е волфрамът. Неговите съединения губят своята съпротива едва когато температура над +3400 С. От лесно разтопени метали е необходимо да се разпределят олово и калай.Също така елементите се разделят спрямо плътността (лека и тежка) и пластичността (твърда и мека). Всички метални връзки са отлични проводници. Това свойство се дължи на наличието на кристални решетки с активни електрони. Максималната проводимост е мед, сребро и алуминий, малко по-малко - натрий. Струва си да се отбележат високите термични свойства на металите. Най-добрият топлинен проводник е среброто, най-лошото е живакът.

Метали в околната среда

Най-често такива елементи могат да бъдат намерени в форма на връзки и руди. Металите в природата образуват сулфити, оксиди, карбонати. За пречистването на съединенията е необходимо първо да се отделят от рудата. Следващата стъпка ще бъде допинг и окончателна обработка.

В индустриалната металургия се различават черните и цветните руди. Първите са базирани на железни съединения, а на други - на други метали. Благородните метали са платина, злато и сребро. Повечето от тях са в земната кора. Независимо от това, малка част е и в морската вода.

Има благородни елементи дори в живите организми. При хората се съдържат около 3% метални съединения. Най-често тялото съдържа натрий и калций, които действат като междуклетъчен електролит. Магнезият е необходим за нормалната работа на централната нервна система и мускулната маса, желязото е полезно за кръв, мед за черния дроб.

Намиране на метални съединения

Повечето от елементите се намират под най-горния слой на почвата навсякъде. Най-често срещаният метал в земната кора е алуминият. Процентът му варира в рамките на 8,2%. Намирането на най-обикновените метали в земната кора не е трудно, тъй като се случва под формата на руди.

Желязото и калций в природата се срещат малко по-рядко. Техният процент е 4.1%. Следват магнезий и натрий - 2.3%, калий - 2.1%. Останалите метали в природата заемат не повече от 0,6%. Трябва да се отбележи, че магнезият и натрият могат да бъдат екстрахирани както в земята, така и в морската вода.Металните елементи в природата се намират под формата на руди или в родно състояние, като мед или злато. Съществуват вещества, които трябва да се получат от оксиди и сулфиди, например, хематит, каолин, магнетит, галена и др.

Производство на метали

Процесът на екстракция на елементите се свежда до добиване на минерали. Откриването на метали в природата под формата на руди е най-простият и най-разпространен процес в широка индустрия. За да се търсят кристални находища, се използва специално геоложко оборудване, което анализира състава на веществата върху конкретен парцел. По-рядко, намирането на метали в природата намалява до банален открит подземен метод.

След екстракцията започва етапът на обогатяване, когато от основния минерал се извлича руден концентрат. За да се разграничат елементите, използвайте омокряне, електрически ток, химически реакции, топлинна обработка. Най-често разделянето на метална руда възниква в резултат на топене, т.е. нагряване с възстановяване.

Извличане на алуминий

Този процес се обработва от цветна металургия. По отношение на потреблението и производството, той е лидер сред другите отрасли на тежката индустрия. Най-често срещаният метал в земната кора е много търсен в съвременния свят. От гледна точка на производството, алуминият е вторият само на стомана. По-голямата част от този елемент се използва в авиационната, автомобилната и електрическата индустрия. Трябва да се отбележи, че най-разпространеният метал в земната кора може да бъде получен и "изкуствен" начин. За такава химическа реакция ще са необходими бауксити. От тях се образува двуалуминиев триоксид. Когато това вещество се комбинира с въглеродни електроди и флуоридна сол под въздействието на електрически ток, възможно е да се получи най-чистата алуминиева руда.

Водещ в страната сред производителите на този компонент е Китай. През годината там се претопяват 18,5 милиона тона метал. Дружеството-лидер в подобен рейтинг за добив на алуминий е руско-швейцарската асоциация UC RUSAL.

Приложение на метали

Всички елементи на групата се отличават с тяхната сила, непромокаемост и относителна устойчивост на температурни ефекти. Ето защо металите са толкова често срещани в ежедневието. Днес те правят електрически проводници, резистори, оборудване, домакински предмети.

Металите са идеалното структурно и инструментални материали. В строителството се използват чисти и комбинирани сплави. В инженеринга и авиацията основните съставки са стоманени и по-твърди връзки.