Металлдар – электр өткөргүчтүк, жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк, оң каршылык коэффициенти, мүнөздүү жылтылдоо жана салыштырмалуу ийкемдүүлүк сыяктуу уникалдуу касиеттерге ээ болгон элементтердин тобу. Бул заттын түрү химиялык кошулмалар жагынан жөнөкөй.
Топтор боюнча классификация
Металдар адамзат тарыхында эң кеңири колдонулган материалдардын бири. Алардын көбү жер кыртышынын ортоңку катмарларында жайгашкан, бирок тоо кендеринин тереңинде катылгандары да бар.
Учурда металлдар мезгилдик таблицанын көпчүлүк бөлүгүн ээлейт (118 элементтин 94ү). Расмий түрдө таанылган топтордун ичинен төмөнкү топторду белгилей кетүү керек:
1. щелочтуу (литий, калий, натрий, франций, цезий, рубидий). Суу менен тийгенде гидроксиддерди пайда кылат.
2. щелочтуу жер (кальций, барий, стронций, радий). Тыгыздыгы жана катуулугу боюнча айырмаланат.
3. Жеңил (алюминий, коргошун, цинк, галлий, кадмий, калай, сымап). Тыгыздыгы төмөн болгондуктан көбүнчө эритмелерде колдонулат.
4. өткөөл (уран,алтын, титан, жез, күмүш, никель, темир, кобальт, платина, палладий ж.б.). Алар өзгөрүлмө кычкылдануу абалына ээ.
5. Жарым металлдар (германий, кремний, сурьма, бор, полоний ж. б.). Алардын структурасында кристаллдык коваленттик тор бар.
6. Актиниддер (америций, торий, актиний, беркелий, кюрий, фермий ж.б.).
7. Лантаниддер (гадолиний, самарий, церий, неодим, лютетий, лантан, эрбий ж. б.).
Белгилей кетсек, жер кыртышында металлдар жана топторго бөлүнбөгөн металлдар бар. Аларга магний жана бериллий кирет.
Туулган кошулмалар
Жаратылышта кристаллдык-химиялык кодификациянын өзүнчө классы бар. Бул элементтерге жергиликтүү металлдар кирет. Булар бири-бирине тиешеси жок минералдар. Көбүнчө табияттагы металлдар геологиялык процесстердин натыйжасында пайда болот.
45 заттар жер кыртышында кристаллдык абалда белгилүү. Алардын көбү табиятта өтө сейрек кездешет, ошондуктан алардын баасы жогору. Мындай элементтердин үлүшү 0,1%ды гана түзөт. Белгилей кетсек, бул металлдарды табуу да көп түйшүктүү жана кымбат процесс. Ал туруктуу кабыктары жана электрондору бар атомдорду колдонууга негизделген.
Туулган металлдар асыл деп да аталат. Алар химиялык инерция жана бирикмелердин туруктуулугу менен мүнөздөлөт. Аларга алтын, палладий, платина, иридий, күмүш, рутений ж.б. кирет. Жез көбүнчө жаратылышта кездешет. Темир жергиликтүү мамлекетте негизинен тоо кендеринде метеорит түрүндө кездешет. эң көптоптун сейрек элементтери коргошун, хром, цинк, индий жана кадмий болуп саналат.
Негизги функциялар
Кадимки шарттарда дээрлик бардык металлдар катуу жана туруктуу. Франций жана сымап, щелочтуу металлдар өзгөчө. Топтун бардык элементтери үчүн эрүү температурасы ар кандай. Анын диапазону -39дан +3410 градуска чейин. Вольфрам эрүүгө эң туруктуу деп эсептелет. Анын кошулмалары +3400 С жогору температурада гана туруктуулугун жоготот. Коргошун менен калай оңой эрүүчү металлдардан айырмаланышы керек.
Ошондой эле элементтер тыгыздыгы (жеңил жана оор) жана пластикалык (катуу жана жумшак) боюнча бөлүнөт. Бардык металл бирикмелери электр тогун абдан жакшы өткөрөт. Бул касиет активдүү электрондору бар кристаллдык торлордун болушу менен шартталган. Жез, күмүш жана алюминий максималдуу өткөрүмдүүлүккө ээ, натрий бир аз төмөн өткөргүчтүккө ээ. Бул металлдардын жогорку жылуулук касиеттерин белгилей кетүү керек. Күмүш эң жакшы жылуулук өткөргүч, сымап эң начар деп эсептелет.
Айлана-чөйрөдөгү металлдар
Көбүнчө бул элементтер кошулмалар жана рудалар түрүндө кездешет. Табияттагы металлдар сульфиттерди, оксиддерди, карбонаттарды түзөт. Кошулмаларды тазалоо үчүн биринчи кезекте аларды руданын курамынан бөлүп алуу керек. Кийинки кадам легирлөө жана акыркы кайра иштетүү болот.
Өнөр жай металлургиясында кара жана түстүү рудалар бөлүнөт. Биринчилери темир кошулмаларынын, экинчилери башка металлдардын негизинде курулган. Платина, алтын жана күмүш баалуу металлдар болуп саналат. Алардын көбү жер кыртышында. Бирокбир аз өлчөмдө деңиз суусу да аз үлүшүн түзөт.
Тирүү организмдерде да асыл элементтер бар. Адамда 3%ке жакын металл кошулмалары бар. Көпчүлүк учурда, денеде натрий жана кальций бар, алар клетка аралык электролит ролун аткарышат. Магний борбордук нерв системасынын жана булчуң массасынын нормалдуу иштеши үчүн зарыл, темир канга, жез боорго жакшы.
Металл кошулмаларын табуу
Элементтердин көбү бардык жерде топурактын үстүнкү катмарынын астында жайгашкан. Жер кыртышында эң кеңири таралган металл алюминий. Анын пайызы 8,2% чегинде өзгөрөт. Жер кыртышында эң кеңири таралган металлды табуу кыйын эмес, анткени ал рудалар түрүндө кездешет.
Темир жана кальций жаратылышта бир аз азыраак кездешет. Алардын үлүшү 4,1%ды түзөт. Кийинки магний жана натрий келет - ар бири 2,3%, калий - 2,1%. Табиятта калган металлдар 0,6% дан ашык эмес үлүшүн ээлейт. Белгилей кетчү нерсе, магний менен натрийди жерден да, деңиз суусунан да бирдей казып алууга болот.
Металл элементтер табиятта рудалар түрүндө же жез же алтын сыяктуу табигый абалда кездешет. Оксиддерден жана сульфиддерден алуу керек болгон заттар бар, мисалы, гематит, каолин, магнетит, галена ж.б.
Металл өндүрүү
Элементтерди алуу процедурасы пайдалуу кендерди казып алуу менен байланыштуу. Табиятта металлдарды руда түрүндө табуу жалпы өнөр жайдагы эң жөнөкөй жана кеңири таралган процесс. Издөө үчүнкристаллдык кендер, белгилүү бир жер тилкесиндеги заттардын курамын талдоо үчүн атайын геологиялык жабдуулар колдонулат. Көбүрөөк сейрек кездешет, металлдардын жаратылышта болушу баналдык ачык жер астындагы ыкмага чейин кыскарат.
Кен казып алгандан кийин байытуу стадиясы, руда концентраты баштапкы минералдан бөлүнгөндө башталат. Элементтерди айырмалоо үчүн нымдоо, электр тогу, химиялык реакциялар, жылуулук менен иштетүү колдонулат. Көбүнчө металл рудасынын чыгышы эрүүнүн, башкача айтканда, кайра ысытуунун натыйжасында пайда болот.
Алюминий казып алуу
Бул процесс менен тустуу металлургия алектенет. Керектөө жана өндүрүш боюнча оор өнөр жайдын башка тармактарынын арасында алдыңкы орунда турат. Жер кыртышында кеңири таралган металл азыркы дүйнөдө абдан көп суроо-талапка ээ. Өндүрүш боюнча алюминий болоттон кийинки экинчи орунда турат.
Баарынан да бул элемент авиация, автомобиль жана электр өнөр жайларында колдонулат. Жер кыртышында эң кеңири таралган металлды «жасалма» жол менен да алууга боло тургандыгы көңүл бурууга татыктуу. Мындай химиялык реакция үчүн бокситтер керек. Алар глиноземди түзөт. Бул затты электр тогунун таасири астында көмүртек электроддору жана фторид тузу менен айкалыштыруу менен эң таза алюминий рудасын ала аласыз.
Кытай бул компонентти өндүрүүчүлөрдүн арасында алдыңкы өлкө. Анда жылына 18,5 миллион тоннага чейин металл эритет. Орус-швейцариялык UC RUSAL ассоциациясы алюминий казып алуу боюнча ушундай рейтингде лидер.
Металлдарды колдонуу
Топтун бардык элементтери бышык, өткөрбөйт жана температурага салыштырмалуу туруктуу. Ошондуктан металлдар күнүмдүк турмушта көп кездешет. Бүгүнкү күндө алар электр зымдарын, резисторлорду, приборлорду жана тиричилик буюмдарын жасоо үчүн колдонулат.
Металдар идеалдуу курулуш жана шайман материалдары болуп саналат. Курулушта таза жана аралаш эритмелер колдонулат. Инженердик жана авиацияда негизги байланыштар болот жана катуураак байланыштар болуп саналат.
