 |
المعادن : ما هو تعريف المعادن وما هي طرق تصنيفها
تعريف المعادن
تعرف المعادن في علم الكيمياء على أنها مجموعة من العناصر التي تتوضع في الجزء اليساري من الجدول الدوري،أما في الصناعة تعرف على أنها المواد التي تتمتع بخاصية البريق المعدني واللدونة .تصنيف المعادن
تخلتف المعادن عن بعضها البعض من حيث البنية والخواص وتقسم المعادن لمجموعتين هما المعادن السوداء والملونة.
أ) مجموعة المعادن السوداء
تتميز هذه المجموعة بلونها الرمادي القاتم وكثافتها العالية ودرجة انصهار عالية وصلادة سطحية ومن أشهر المعادن هو معدن الحديد و تقسم ل :
المعادن الحديدية : وهي الحديد والكوبالت والنيكل والمنغنيز .
المعادن صعبة الانصهار : هي معادن تكون درجة حرارة انصهارها أعلى من 1539 درجة مئوية .
المعادن المشعة : وهي مجموعة من اليورانيوم والنظائر و عادة ما تستخدم في خلائط الطاقة الذرية.
معادن نادرة الوجود في الطبيعية : نذكر أهمها اللاتتانيوم والسيريوم والنيديوم والبرازيدوم .
معادن ذات طبيعة قلوية : هذه المعادن لا يتم استخدامها بشكل حر باستثناء بعض الحالات كنواقل حرارية في المفاعلات النووية .
ب) مجموعة المعادن الملونة
تتميز هذه المجموعة بألوانها ففيها الأصفر و الأحمر والأبيض أما عن خواصها فهي تتميز بلدونة عالية وقساوة منخفضة ودرجة انصهار منخفصة نسبيا وتقسم :
المعادن الخفيفة : وهي البيريليوم والمغنزيوم والالمنيوم أكثر ما يميزها كثافتها القليلة .
المعادن الثمينة : كالفضة والذهب ومعادن مجموعة البلاتين (البلاديوم الايريديوم الروديوم الأسيسوم الروتينيوم) أهم خواصها مقاومتها للصدأ .
معادن سهلة الانصهار : كمعدن التوتياء والكادميوم والزئبق والقصدير والرصاص والبزموت والتاليوم وغيرها .
استخدامات بعض المعادن
كلنا نعلم أهمية الحديد في حياتنا فلا يمكن إنكار دوره الهام في شتى مجالات الحياة، فالحديد يكون المسامير ويكون القضبان الحديدية ويكون المحركات والأفران وغيرها من الأدوات التي تستخدم الحديد وفي أكثر من شيء.
يتم استخدام النيكل وفي صنع التوربينات الغازية واقسام المحركات النفاثة. كما يستخدم في صنع البطاريات التي تستخدم في الكثير من الاجهزة مثل مشغلات الاقراص المضغوطة وسجلات الجيب وكاميرات الفيديو والهواتف ( الحاسوب المحمول. ويستخدم النيكل أيضا في التصفيح الكهربائي وفي صناعة الآليات الثقيلة.
يدخل النحاس في صنع الأسلاك لكي يقوم بدوره في توصيل الكهرباء، لذلك لا يمكن الاستغناء عنه في الحياة.
يستخدم البرونز في بعض الأشياء لكي لا يتم حدوث أي نوع من أنواع الصدأ مثل الصفائح الحديدية، والخلية الجافة.
يستعمل اليورانيوم المنضب في العديد من المجالات المدنية في صناعة الأثقال والموازنة للطائرات. كما يستخدم في المستشفيات كواق ضد الإشعاع الصادر من الأشعة السينية «X Ray» وفي حاويات نقل المواد المشعة الحصول على الوقود في محطات الطاقة النووية.
نستخدمها بكثرة في حياتنا وخاصة في المطبخ، فهو يدخل في صنع الأواني، وهو خفيف جدًا لذلك يستخدم في صناعة أجزاء مختلفة في الطائرة.
مظهر البلورة: هو شكل البلورة الخارجي والذي بدورهِ يقوم بعكسِ الترتيب الداخلي للذرات المكوّنة لها.
اللون: يمكن تمييز عدد محدّد من المعادن التي تمتلك ألوان مميزة مثل الأخضر أو الأصفر، ونراه بالعين المجردة على السطح الخارجي للمعدن.
الحكاكة: بعد القيام بحكّ المعدن بواسطة لوح الحكاكة ينتج مسحوق معين بلون معين، وتُعبر الحكاكة عن لون مسحوق المعدن بعد عملية الحك، ويستخدم لتمييز المعادن المتشابهة في اللون.
القساوة: وهي خاصيّة تُعبر عن مقاومة المعدن للخدش ويمكن تحديدها من خلال استخدام معدن معلوم القساوة وخدشه به.
اللمعان: ويعبر عن مدى لمعان سطح المعدن من خلال شدة الضوء المنعكس من سطحه، ويكون إمّا لمعان فلزي، أو لمعان شبه فلزي، أو لمعان لا فلزي.
الشفافية: وتعبر عن قدرة المعدن على تمرير الضوء من خلاله، وتقسم المعادن بناءً على ذلك إلى معدن مُعتم ومعدن شبه شفاف ومعدن شفاف.
الوزن النوعي: ويعبر هذا المصلح عن كثافة المعدن بالنسبة لكثافة الماء.
الانفصام: هو قابلية المعدن للتشقق، ويحدث هذا التشقق على الأسطح ذات الروابط الكيميائية الضعيفة، وغالباً ما تتم عملية الانفصام للمعادن في عدد من مستويات الانفصام.
استخدامات بعض المعادن
الحديد
كلنا نعلم أهمية الحديد في حياتنا فلا يمكن إنكار دوره الهام في شتى مجالات الحياة، فالحديد يكون المسامير ويكون القضبان الحديدية ويكون المحركات والأفران وغيرها من الأدوات التي تستخدم الحديد وفي أكثر من شيء.
النيكل
يتم استخدام النيكل وفي صنع التوربينات الغازية واقسام المحركات النفاثة. كما يستخدم في صنع البطاريات التي تستخدم في الكثير من الاجهزة مثل مشغلات الاقراص المضغوطة وسجلات الجيب وكاميرات الفيديو والهواتف ( الحاسوب المحمول. ويستخدم النيكل أيضا في التصفيح الكهربائي وفي صناعة الآليات الثقيلة.
النحاس
يدخل النحاس في صنع الأسلاك لكي يقوم بدوره في توصيل الكهرباء، لذلك لا يمكن الاستغناء عنه في الحياة.
البرونز
يستخدم البرونز في بعض الأشياء لكي لا يتم حدوث أي نوع من أنواع الصدأ مثل الصفائح الحديدية، والخلية الجافة.
اليورانيوم
يستعمل اليورانيوم المنضب في العديد من المجالات المدنية في صناعة الأثقال والموازنة للطائرات. كما يستخدم في المستشفيات كواق ضد الإشعاع الصادر من الأشعة السينية «X Ray» وفي حاويات نقل المواد المشعة الحصول على الوقود في محطات الطاقة النووية.
الألمونيوم
نستخدمها بكثرة في حياتنا وخاصة في المطبخ، فهو يدخل في صنع الأواني، وهو خفيف جدًا لذلك يستخدم في صناعة أجزاء مختلفة في الطائرة.
الخصائص الفيزيائية للمعادن
مظهر البلورة: هو شكل البلورة الخارجي والذي بدورهِ يقوم بعكسِ الترتيب الداخلي للذرات المكوّنة لها.
اللون: يمكن تمييز عدد محدّد من المعادن التي تمتلك ألوان مميزة مثل الأخضر أو الأصفر، ونراه بالعين المجردة على السطح الخارجي للمعدن.
الحكاكة: بعد القيام بحكّ المعدن بواسطة لوح الحكاكة ينتج مسحوق معين بلون معين، وتُعبر الحكاكة عن لون مسحوق المعدن بعد عملية الحك، ويستخدم لتمييز المعادن المتشابهة في اللون.
القساوة: وهي خاصيّة تُعبر عن مقاومة المعدن للخدش ويمكن تحديدها من خلال استخدام معدن معلوم القساوة وخدشه به.
اللمعان: ويعبر عن مدى لمعان سطح المعدن من خلال شدة الضوء المنعكس من سطحه، ويكون إمّا لمعان فلزي، أو لمعان شبه فلزي، أو لمعان لا فلزي.
الشفافية: وتعبر عن قدرة المعدن على تمرير الضوء من خلاله، وتقسم المعادن بناءً على ذلك إلى معدن مُعتم ومعدن شبه شفاف ومعدن شفاف.
الوزن النوعي: ويعبر هذا المصلح عن كثافة المعدن بالنسبة لكثافة الماء.
الانفصام: هو قابلية المعدن للتشقق، ويحدث هذا التشقق على الأسطح ذات الروابط الكيميائية الضعيفة، وغالباً ما تتم عملية الانفصام للمعادن في عدد من مستويات الانفصام.
تعليقات
إرسال تعليق