في مقال اليوم سنلقي نظرة على البحث عن المعادن، فالمعدن من بين المواد التي نشأت في الطبيعة دون تدخل بشري، وتأتي تركيبتها ؛ نتيجة لسلسلة من العمليات الجيولوجية، يتم تصنيف جميع المعادن وفقًا لتركيبها الكيميائي إلى معادن عنصرية، والفوسفات، والأكاسيد، والكبريتيدات، والهاليدات، ومن خلال موقع المتجر الإلكتروني، نتعرف على كل شيء عن المعادن في هذا المجال.
جدول المحتويات
ابحث عن المعادن
المعدن هو مادة تكون في حالة صلبة وتتكون في الطبيعة ولها تركيبة كيميائية خاصة، ومن ثم يأتي تصنيفها إلى معادن عنصرية، وللمعادن مجموعة متنوعة من الخصائص التي تميزها عن غيرها، حيث تظهر هذه الخصائص في قدرتهم على توصيل الكهرباء وتألقهم الساطع.
مقدمة لأبحاث المعادن
المعادن منتشرة في الطبيعة، مع وجود مجموعة متنوعة من المعادن التي تختلف عن بعضها البعض في الخصائص والاستخدامات، وأهمية المعادن للإنسان واضحة ؛ لأنها تشترك في العديد من الصناعات الهامة والضرورية للبشر.
تعريف المعدن
- المعادن هي تلك المواد التي تتكون في الغبار الجوي نتيجة لذلك ؛ يرجع تكوينها إلى سلسلة من العمليات الجيولوجية التي تحدث في القشرة الأرضية.
- من الممكن أن تتشكل المعادن من كل من المياه الجوفية والسطحية ثم تتواجد في منطقة داخل الصخر.
- تظهر المعادن في شكل مواد خام وتتميز بمزجها مع عناصر أخرى.
- يتم تعريف المعادن كيميائيًا على أنها تلك المواد التي لها مجموعة متنوعة من الخصائص التي تُترجم إلى قدرتها الفائقة على توصيل التيار الكهربائي من خلالها ومظهرها اللامع دائمًا.
- تصنف المعادن إلى معادن فلزية وغير فلزية، ويستند هذا التصنيف إلى تركيبها الكيميائي.
أنواع المعادن
هناك نوعان من المعادن، يختلفان في النوع والاستخدام، وسوف نناقشهما بالتفصيل في السطور التالية
المعادن المعدنية
- تتميز المعادن الفلزية بقدرتها على تكوين أيونات موجبة من خلال التبرع بالإلكترونات أثناء عملية التفاعل الكيميائي، باستثناء الهيدروجين.
- هذه الأنواع من المعادن لها العديد من الشحنات الكهربائية الموجبة وطاقة التأين الضعيفة.
- تتواجد المعادن الفلزية بشكل طبيعي كمادة صلبة، باستثناء الزئبق.
- تم العثور على هذه المعادن بكثرة في قشرة الأرض والغلاف الجوي.
- تتميز المعادن المعدنية بعدد من الخصائص، مثل بريقها اللامع، وقدرتها العالية على إجراء كل من الحرارة والكهرباء، وملمسها القوي وقدرتها على إنتاج الصوت.
- ومن أمثلة هذه المعادن الحديد والكالسيوم والصوديوم والمغنيسيوم والمنغنيز.
خصائص المعادن الفلزية
للمعادن الفلزية خواص متنوعة نذكرها في النقاط التالية
- كلها صلبة باستثناء الزئبق وهو المعدن السائل الوحيد بين هذه المعادن.
- لديها القدرة على التلميع والتشكيل بالإضافة إلى لمعانها اللامع الذي يظهر دائمًا.
- يمكن تحويل المعادن المعدنية إلى ألك.
- تحتوي المعادن الفلزية على كميات كبيرة من الأيونات الحرة، مما سمح لها بتوصيل الكهرباء بمستويات عالية.
- تتمتع المعادن الفلزية بنقاط انصهار وغليان عالية مما يميزها عن المعادن الأخرى.
استخدام المعادن الفلزية
تتداخل المعادن الفلزية في مجالات متنوعة، ونذكر هذه الاستخدامات في النقاط التالية
- النقل تستخدم المعادن المعدنية في صناعة الطائرات والسيارات والقطارات وجميع وسائل النقل الأخرى.
- المعدات الكهربائية تستخدم هذه الأنواع من المعادن في تصنيع المعدات الكهربائية، كما هو الحال في صناعات الكمبيوتر والتلفزيون، بسبب الموصلية الكهربائية العالية.
- حفظ الطعام تستخدم المعادن المعدنية في صناعة الثلاجات وأجهزة الطهي.
- التوريدات الصناعية تستخدم فى صناعة الصواميل والبراغي المستخدمة في العديد من الصناعات.
- توليد الطاقة وتوزيعها تتميز المعادن الفلزية بموصلية حرارية عالية، على سبيل المثال ب- آبار البترول وخطوط الكهرباء والمحولات والتوربينات.
- الزراعة تستخدم هنا المعادن الفلزية في صناعة الجرارات والحصادات والأدوات الزراعية.
أمثلة على المعادن الفلزية
تشكل المعادن المعدنية 75٪ من الطبيعة ومن خلال النقاط التالية سنتعرف على أهم الأمثلة على هذه المعادن
- الذهب من المعادن النادرة الموجودة في الطبيعة ويستهلك 500 طن منه في السنة.
- الفضة وهي من أفضل أنواع المعادن الفلزية ذات القدرة العالية على توصيل الكهرباء.
- النحاس وهو أيضا من أجدد أنواع الكهرباء ويحتل المرتبة الثانية بعد الفضة التي تضعه في المرتبة الأولى.
- الحديد الحديد المعدني هو المكون الرئيسي للب الأرض ويوجد إلى حد كبير في الصخور التي تتكون منها الأرض.
- الزئبق هو المعدن الوحيد الموجود في صورة سائلة في المعادن الفلزية.
المعادن اللافلزية
- هي نوع المعادن الموجودة في الطبيعة والتي لا تعتبر موصلة جيدة للحرارة والكهرباء.
- تمتلك هذه الأنواع من المعادن عددًا كبيرًا من الخصائص الفيزيائية.
- توجد اللافلزات في الطبيعة بنسبة صغيرة جدًا مقارنة بالمعادن.
خصائص المعادن اللافلزية
المعادن غير الفلزية لها عدد كبير من الخصائص المختلفة عن المعادن الفلزية، ونذكر هذه الخصائص من خلال النقاط التالية
- تتميز هذه المعادن بعزلها عن التيار الكهربائي.
- توجد هذه المعادن في الطبيعة في جميع الأشكال الثلاثة للمادة مثل الصلبة والسائلة والغازية.
- ليس لها خاصية لونية محددة حيث تظهر المعادن غير المعدنية شفافة أو ملونة، فضلاً عن أنها تبدو صلبة أو هشة.
- تتكون المعادن غير المعدنية من أيونات أحادية الذرة أو أيونات متعددة الذرات.
- تمتلك هذه المعادن إلكترونات أثناء عملية التفاعل الكيميائي ؛ لكونك صاحب الرسوم السلبية.
استخدام المعادن غير الفلزية
تتجلى أهمية المعادن غير الفلزية في استخدامها في العديد من المجالات، ونذكر هذه الاستخدامات في النقاط التالية
- التنفس تدخل هذه المعادن في الأكسجين، وهو أمر ضروري لكل من الحيوانات والبشر.
- نمو النبات تتحول المعادن غير المعدنية إلى نيتروجين مما يساعد على تحفيز نمو النبات.
- تنقية المياه يستخدم في انتاج الكلور الذي يطهر المياه.
- تعقيم الجروح حيث تدخل هذه الأنواع اليود المستخدم في تعقيم الجروح وتطهيرها.
- الوقود يستخدم في الوقود الكربوني.
أمثلة على المعادن اللافلزية
تتواجد المعادن غير الفلزية في الطبيعة في الأشكال الثلاثة للمادة، كالصلبة والسائلة والغازية، ومن خلال النقاط التالية نذكر هذه الأمثلة
- الأكسجين يشكل الأكسجين 46٪ من الأرض و 21٪ من الغلاف الجوي، ويصل إلى 89٪ في الماء، وهو عديم اللون والرائحة وليس له صبغة.
- الكربون يشكل 0.025٪ فقط من كتلة الأرض وهو عنصر كيميائي موجود في القشرة الأرضية.
- الهيدروجين متوفر بنسبة كبيرة في الغلاف الجوي و 0.14٪ في القشرة الأرضية، وهو عديم اللون والمذاق والرائحة.
- الكبريت يتواجد هذا النوع من المعادن اللافلزية في مياه البحر بنسبة 0.09٪، بينما يتواجد عند 0.03٪ و 0.06٪ في القشرة الأرضية.
- الفوسفور عديم اللون ويمثل 0.10٪ من وزن الأرض.
الخصائص الفيزيائية العامة للمعادن
المعادن لها عدد من الخصائص العامة، من خلال النقاط التالية نذكر هذه الخصائص
- الحالة الفيزيائية يوجد عدد كبير من المعادن الفلزية التي تظهر درجات عالية من الغليان والذوبان. عند درجة حرارة الغرق العادية، تظهر في الحالة الصلبة، باستثناء الزئبق، الذي يظهر في شكله السائل، بينما تظهر اللافلزات في الحالة السائلة، والغازية، والصلبة، عند درجة الحرارة العادية للحوض.
- اللمعان تبدو المعادن المعدنية مثل الذهب والفضة والنحاس لامعة وتعكس الضوء عليها، بينما تبدو اللافلزات باهتة ولا تعكس الضوء الساقط عليها.
- القابلية للطرق حيث تكون المعادن مرنة وهشة، ثم تتحول إلى صفائح رقيقة.
- ليونة حيث يمكن تحويل المعادن إلى أسلاك رفيعة.
- الصلابة يمكن لهذه السمة تقطيع المعدن إلى قطع لجعله ناعمًا.
- التوصيل المعادن الفلزية موصلة جيدة لكل من الحرارة والكهرباء، بينما اللافلزات هي مواد عازلة للتيار الكهربائي والحراري.
- الكثافة تتميز المعادن بكثافة عالية وبالتالي ثقل حجمها.
- نقاط الانصهار والغليان تحتوي المعادن المعدنية على نقاط انصهار وغليان عالية بينما تحتوي اللافلزات على نقاط غليان وانصهار منخفضة.
الخصائص الكيميائية للمعادن بشكل عام
للمعادن عدد من الخصائص الكيميائية التي نوضحها في النقاط التالية
- التفاعل مع الماء المعادن، التي تتميز بقوتها العالية، تتفاعل مع الماء وبالتالي يمكن أن تولد الحرارة.
- التفاعل مع الأحماض ينتج عن تفاعل المعادن مع الأحماض عناصر جديدة، على سبيل المثال، ينتج عن تفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك مركب كلوريد الزنك.
- التفاعل مع القواعد تتفاعل المعادن مع القواعد لإنتاج عدد كبير من الأملاح المعدنية وغاز الهيدروجين.
- التفاعل مع الأكسجين ينتج عن احتراق المعادن المعدنية أكاسيد معدنية، وهي عناصر أساسية في البيئة، ويؤدي احتراق شريط المغنيسيوم إلى إنتاج الأكسجين، وهو مركب أكسيد المغنيسيوم الذي يؤدي إذابته في الماء إلى تكوين هيدروكسيد المغنيسيوم.
- التفاعل مع المحاليل المحلية يحدث هذا التفاعل عندما يتم الجمع بين معدن شديد التفاعل ومعدن آخر أقل كثافة.
- الروابط الأيونية ترتبط هذه الأيونات بالمعادن غير المعدنية من خلال الروابط الأيونية لأن هذه الروابط من بين أقوى الروابط الكيميائية.
إتمام البحث عن المعادن
مع ذلك نصل إلى نهاية بحثنا عن المعادن حيث ذكرنا تعريفها ونوعها وكذلك تعريف كل نوع.كما ذكرنا أمثلة على المعادن المعدنية وغير المعدنية والخصائص الكيميائية والفيزيائية للمعادن في شكلهم العام.
لذلك جئنا معكم اليوم إلى نهاية مقالتنا حول البحث عن المعادن، أي أن المعادن هي مواد في حالة صلبة وتتكون في الطبيعة ولها نوع خاص من التركيب الكيميائي، ثم يأتي تصنيفها. في المعادن الأولية نلتقي بك في مقال جديد بمعلومات جديدة على موقع المتجر.