أثقل أنواع المعادن: المعادن هي إحدى الموجودات في الطبيعة والتي نستخدمها بشكل كبير
والتي تقدم الكثير من الفوائد لكوكبنا حيث أن المعادن هي عبارة عن مواد تتشكل في الطبيعة
والتي تتواجد على هيئة خامات غير عضوية والتي تنقسم إلى نوعين هما الفلزات والغير فلزات
أو اللافلزات وذلك بناءاً على اختلاف خصائصها من حيث الموصلية الكهربائية والحرارية
وصلابتها وشدة لمعانها وغير ذلك.
وفي مقال اليوم سنتحدث عن المعادن بشكل عام من حيث أنواعها وخصائصها وأماكن تواجدها
والخصائص الكيميائية لهذه المعادن بالإضافة إلى أبرز استعمالاتها وسنتحدث أيضاً عن أثقل أنواع
المعادن والذي سيكون هناك حديث كثير حوله من حيث خصائصه وميزاته وغير ذلك الكثير.
-
ما هي المعادن وما أنواعها:
- تعرف المعادن على أنها عبارة عن مواد غير عضوية والتي تشكلت بشكل طبيعي في قشرة الأرض
- وفي غبار الغلاف الجوي وأيضاً داخل الصخور والتي تتعرض للعديد من العمليات الجيولوجية المختلفة
- وذلك بفعل المياه الجوفية والسطحية والتي تؤثر عليها بشكل كبير،
- كما أن أغلب حالات تواجد المعادن هي الطبيعة هي عبارة عن مواد خام وتكون
- مرتبطة مع بعضها البعض ومع عناصر أخرى، و من الناحية الكيميائية فإن المعادن
- تعرف بأنها مواد لها العديد من الخصائص مثل موصوليتها للكهرباء وشدة لمعانها.
- تصنف المعادن في الجدول الدوري إلى نوعين وفق خصائصها وهي المعادن الفلزية والمعادن اللافلزية.
أنواع المعادن
- المعادن الفلزية: وهي عبارة عن كل العناصر التي لها القدرة على إنشاء أيونات موجبة عن طريق
- فقدها للإلكترونات وذلك أثناء عملية التفاعل الكيميائي وطبعاً بإستثناء عنصر الهيدروجين،
- وتتواجد هذه المعادن في الظروف الطبيعية العادية على هيئة مواد صلبة ما عدا معدن الزئبق،
- وتتميز هذه المعادن بأن لها شحنة كهربائية موجبة وطاقة تأين ضعيفة لحد ما، ومن خصائص
- هذه المعادن البريق اللماع وإمكانية رنين الصوت والقوام الصلب القاس والموصلية العالية
- لكل من الكهرباء والحرارة، وتنتشر هذه المعادن في كل من قشرة الأرض والغلاف الجوي
- والمياه ومن أشهر أنواعها الصوديوم والحديد والكالسيوم والألومنيوم والمنغنيز والمغنيسوم.
- المعادن اللافلزية: وهي بعكس المعادن السابقة أي هي المعادن التي لا تكتسب الإلكترونات
- وذلك بهدف إنشاء أيونات سالبة أثناء عملية التفاعل الكيميائي، وتتميز هذه المعادن بشحنتها الكهربائية
- السالبة وطاقتها العالية للتأين، وتتواجد هذه المعادن على هيئة مواد صلبة أو مواد سائلة وحتى مواد غازية وتتمتع بخصائص عديدة مثل قوامها الهش وعدم اللمعان وموصليتها الضعيفة للحرارة والكهرباء بإستثناء معدن الجرافيت وتتواجد هذه المعادن في الطبيعة وفي جسم الإنسان والنباتات ومن أشهرها الأكسجين والكربون والكبريت والنيتروجين.
-
الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمعادن:
- الحالة الفيزيائية: والتي تمثل الحالة التي تتواجد فيها المعادن عند درجة حرارة الغرفة بحيث تكون أغلب الفلزات في الحالة الصلبة بينما اللافلزية تكون في الحالة الغازية مثل الأكسجين.
- اللمعان: حيث تتمتع المعادن الفلزية بانها ذات لمعان وذلك لقدرتها على عكس الضوء الساقط على سطحها بسهولة على عكس المعادن اللافلزية.
- القابلية على التطويع: والتي تعني إمكانية المعادن على تحمل عمليات مثل الطرق والسحق بهدف تحويلها إلى صفائح رقيقة بحيث أن المعادن الفلزية قابلة للتطويع على عكس المعادن اللافلزية والتي لا تتقبل ذلك لكونها هشة.
- الليونة: وتعني قابلية المعادن للسحب والمط بهدف تحويلها إلى أسلاك رفيعة.
- الصلابة: جميع أنواع المعادن تتمتع بالصلابة ما عدا البوتاسيوم والصوديوم واللذان يمكن تقطيعهما بسهولة تامة.
- التوصيل: حيث تعتبر المعادن الفلزية موصلات جيدة بسبب قدرتها العالية على نقل الحرارة والكهرباء على عكس المعادن اللافلزية ضعيفة الناقلية.
- الكثافة: جميع المعادن تتمتع بكثافتها العالية بالإضافة لوزنها العالي حيث يعتبر الليثيوم أقل المعادن كثافة بينما الإيريديوم والأوزميوم أكثر المعادن كثافة.
- نقاط الإنصهار والغليان: المعادن الفلزية تتميز بان لها نقاط انصهار وغليان مرتفعة على عكس المعادن اللافلزية.
- التفاعل مع الماء: حيث ان المعادن تتميز بقدرتها على التفاعل مع الماء وإنتاج الحرارة.
- التفاعل مع الاحماض: حيث ينتج عن تفاعل المعدن مع الحمض عنصر جديد.
- والتفاعل مع الأكسجين: المعادن الفلزية تحترق بوجود الأكسجين فتنتج اكاسيد المعادن بينما المعادن اللافلزية تنتج اكاسيد حمضية.
- التفاعل مع المحاليل الملحية: يحدث تفاعل المعادن مع المحاليل الملحية عند وضع معدن شديد التفاعل مع معدن أقل شدة منه فيتم إزاحة المعدن الأقل تفاعلاً من قبل المعدن الأكثر تفاعلاً.
-
أثقل أنواع المعادن:
- يعتبر معدن اليورانيوم من اكثر المعادن الثقيلة وخاصة من ناحية الحجم وبالأخص عندما يكون يورانيوم صافي،
- حيث يتميز اليورانيوم بانه ثقيل الوزن جداً مقارنة بحجمه بحيث تبلغ كثافته حوالي 20 غرام/سم أي لو أخذنا قياس اليورانيوم بنسبة واحد متر مكعب فإن وزنه سيكون حوالي 20 طن.
- ولذلك يعتبر اليورانيوم من أثقل المعادن الموجودة في الطبيعة ويتميز بلونه الأبيض الفضي
- كما أنه يعتبر من أخطر المواد السامة وهو من نوع المعادن الفلزية، ولونه يكون أقرب للفضي عند استخلاصه بشكل صافي.
- يتم استخراج اليورانيوم وفق الأتي: يتم بداية تكسير الخام لقطع صغيرة جداً بحيث يتم استخراج اليورانيوم منه ومن ثم وبإستعمال حمض الفوليك يتم جعل اليورانيوم يطفو فوق الحمض ومن ثم يتم تحميص عن طريق تعريضه للهواء ليتحول إلى أكاسيد ثم يتم تصفيته بمزيج من حمض البوتاسيوم والكبريتيك ليتم التأكد من عملية الأكسدة ومن ثم يتم ترسيب اليورانيوم عن طريق إضافة هيدروكسيد الصوديوم ليتم تحويله إلى صيغة غير ذائبة، وبعد ذلك يضاف عليه حمض النيتريك ليتحول إلى نترات اليورانيوم ومن ثم يتم استخراج اليورانيوم النقي عن طريق الاختزال بإستعمال الكالسيوم.
- من أهم استخدامات اليورانيوم هي في المجال العسكري حيث يتم صنع قذائف منه والتي تدمر مساحات واسعة
- كما أنها تؤثر على البيئة بشكل كبير، ويعتبر اليورانيوم مصدر طاقة للمنشآت التي تعمل بالطاقة النووية، ويستخدم في الطائرات لحفظ توازن الطائرات نتيجة وزنه الثقيل، كما يستخدم في تشغيل محطات الكهرباء وتحلية مياه البحر، بالإضافة إلى أنه يمكن ان يستخدم في معرفة عمر الصخور النارية.
-
أبرز استعمالات المعادن:
- صناعة البناء: حيث يتم استخدام سبائك المعادن الصلبة في صناعة مواد البناء الإنشائية وذلك بسبب قوتها ومرونتها العالية، كما يتم استعمال النحاس في أجزاء التصاميم المعمارية مثل الأسطح والمزاريب وذلك بسبب قوة تحمله وليونته.
- صناعة الإلكترونيات: حيث تستخدم المعادن في صناعة الإلكترونيات بسبب قدرتها العالية على نقل الكهرباء والحرارة حيث يستخدم النحاس بشكل كبير في صناعة الأسلاك الكهربائية بينما يتم استعمال الذهب في تصنيع تقنيات الكمبيوتر المختلفة.
- وصناعة وسائل النقل: حيث يتم استعمال معدن الألمنيوم بشكل كبير في صناعة الطائرات والسفن والسيارات والقطارات وذلك بسبب تمتعه بخفة الوزن والمقاومة العالية.
- صناعة المواد الغذائية: فمثلاً يتم استعمال الفولاذ في عمليات حفظ الأطعمة وذلك لكونه مقاوم للصدأ، كما انه يعتبر من المواد الخاملة بالإضافة لأن له القدرة على تحمل عمليات التسخين والتجميد ولا ننسى قدرته على مقاومة الاحماض التي تتواجد في الأطعمة.
وبهذا ينتهي مقالنا والذي تحدثنا فيه عن أثقل أنواع المعادن وتصنيفاتها وأهم استعمالاتها
نتمنى أن ينال المقال إعجابكم
دمتم بخير
