أنواع المعادن واستخداماتها هناك العديد من أنواع المعادن واستخداماتها وتصنف حسب خصائصها الكيميائية والفيزيائية، ولكن لها العديد من الخصائص الهامة على عكس الأنواع الأخرى من العناصر في الجدول الدوري.
نظرًا لأن معظمها صلب وبعضها مرن، ويمكن أن تتفاعل جميعها مع المركبات الحمضية، تعد المعادن من بين العناصر التي يصعب العثور عليها بشكل دائم في قشرة الأرض ولكنها تستخدم في العديد من الصناعات المهمة.
جدول المحتويات
حول المعادن وكيف تتشكل
- المعادن عبارة عن مركبات صلبة متجانسة أو عناصر تتشكل في الطبيعة من خلال عمليات بيولوجية طبيعية وغير عضوية.
- في بعض الدول العربية يطلق عليه الاسم المعدني، وهذا الاسم يطلق على الهيكل المعدني.
- أو مجرد معدن، ولكن يشار إليه أيضًا باسم مركب كيميائي.
- يختلف التركيب المعدني من السيليكات شديدة التعقيد إلى الأملاح البسيطة والعناصر النقية ويتميز بتركيب كيميائي خاص وبنية بلورية مميزة.
- تتفق جميع المعادن على أن جميع خواصها الفيزيائية ثابتة ومحددة، وتتميز بالعديد من الخصائص المتعلقة بمكانها في الجدول الدوري.
أنواع المعادن واستخداماتها
هناك العديد من أنواع المعادن واستخداماتها المختلفة والتي تعتبر مهمة في حياة الإنسان ولا يمكن الاستغناء عنها. تتشكل هذه المعادن وتتشكل بناءً على العوامل التي تحيط بها. الأنواع الرئيسية لهذه المعادن هي:
معادن الحديد
- يسمى هذا النوع بالمعادن الحديدية لأن المكون الرئيسي في تكوينه هو الحديد (Fe).
- ومع ذلك، إذا تمت إضافة الكربون (C) إليه، تزداد صلابته ويسمى الفولاذ.
- يُعرف هذا النوع من المعادن بصلابته الشديدة وتحمله للضغط العالي وأشكاله المتنوعة.
- المعادن الحديدية هي أيضا موصلات جيدة للحرارة والكهرباء. هذه هي الطريقة التي تدخل بها في صناعة الآلات الكبيرة والثقيلة.
- ومع ذلك، يمكن أن توجد في حالة سائلة عند تعرضها لدرجات حرارة عالية للغاية.
- أيضًا، هناك احتمال أن يكون عرضة للصدأ بسبب تفاعله مع مركب الأكسجين.
- مثل “أكسيد الحديد، الحديد الكربوني، الهيماتيت، المغنتيت، كبريت الحديد القوسي”.
معادن ثقيلة
- هذا النوع من المعادن ليس منتشرًا في الطبيعة مثل الأنواع الأخرى من المعادن وتتميز هذه المعادن بكثافة عالية.
- بعضها سام وخطير للغاية على صحة الإنسان حيث يوجد بعضها في الطعام.
- بسبب كثافته العالية، يلتصق البعض منه بأنسجة مختلفة، ويتراكم البعض الآخر في العظام والدم.
- ومع ذلك، فإن بعضها مهم بيولوجيًا بكميات صغيرة جدًا.
- تشمل الأمثلة الرصاص والزرنيخ والزئبق والنحاس والسيلينيوم والزنك والفضة والنيكل والكادميوم والكروم والمنغنيز.
المعادن الثمينة
- يطلق عليهم المعادن النبيلة وهي معادن عناصرها الكيميائية معدنية.
- إنه ليس متاحًا دائمًا، وكله نادر الوجود، ويتميز بقيمته الاقتصادية العالية باستمرار.
- بالإضافة إلى ذلك، فإن هذا النوع من المعادن له تفاعل ضئيل مع معظم العناصر الأخرى الموجودة في الطبيعة.
- كما أنه يتميز بمرونة أعلى ودرجة دعم أعلى من أنواع المعادن الأخرى.
- تتمتع هذه المعادن النفيسة ببريق جذاب حيث كانت تستخدم في صنع العملات المعدنية في العصور القديمة.
المعادن الثمينة
- وهي معادن تتميز بمقاومتها للصدأ والأكسدة والتآكل في الهواء الرطب، ومن ثم يشار إليها بهذا الاسم.
- كما أنه يتميز بالمرونة والنعومة، ويمكن تشكيله حسب الرغبة، وهو نادر في القشرة الأرضية.
- نتيجة لذلك، يأتي بسعر مرتفع، ونجده موصلًا جيدًا للحرارة.
- ومن أشهرها “الذهب والبلاديوم والبلاتين والفضة والرينيوم”.
المعادن غير الحديدية
- لا يحتوي هذا النوع من المعدن على الحديد ولكن له بعض الخصائص مثل مقاومة الصدأ وكونه موصلًا جيدًا للكهرباء.
- ومع ذلك، لا يمكن استخدامه لصنع المغناطيس لأنه مرن ومرن.
- وتكون بأي شكل وغير قابل للذوبان بغض النظر عن درجة الحرارة.
- خفيف وناعم، يستخدم هذا النوع من المعدن.
- في صناعة بعض أجزاء الطائرات المحددة والعلب المعدنية المختلفة ولأغراض مختلفة.
سبائك معدنية
- سميت بهذا الاسم لأن عناصرها تتشكل عن طريق خلط أكثر من معدن لتشكيل السبيكة.
- حيث أن الهدف من توافر هذه المعادن المختلطة هو الحفاظ على جميع الخصائص المميزة لكل معدن.
- وخلق مزيج من القوة المتزايدة ومقاومة أكبر للصدأ والتآكل والصلابة والمتانة التي لها العديد من الخصائص والفوائد.
- تستخدم هذه السبائك في الصناعات التي تتجنب توليد المقاومة والحرارة، مثل ب- إنتاج المعدات والأسلحة العسكرية.
الخصائص الرئيسية للمعادن
- للمعادن العديد من الخصائص المهمة المختلفة التي يستخدمها البشر باستمرار طوال حياتهم، ويمكن التعرف على أهم هذه الخصائص في:
- معظم الحالات المعدنية الموجودة في الطبيعة صلبة، لأن هياكلها تتخذ أشكالًا بلورية متقاربة ومتطابقة في الذرات.
- نظرًا لطبيعة إلكتروناتها الحرة، تتميز العديد من المعادن أيضًا بموصلية حرارية وكهربائية ممتازة.
- هناك بعض المعادن التي لها بريق يمكن أن يعكس الضوء.
- كثافة بعض أنواع المعادن أعلى من كثافة المواد الكيميائية الأخرى.
- تمتلك العديد من المعادن القدرة على مقاومة الإجهاد وتحمل الأحمال المستمرة والمتكررة.
- بعض المعادن لها ليونة عالية، وقابلية للتأقلم، وقدرة على التبلور، والتي يتم من خلالها صنع أسلاك رفيعة طويلة.
- تتفاعل العديد من أنواع المعادن المختلفة بسرعة كبيرة مع الأملاح الموجودة في الطبيعة، فمن النادر ألا يتفاعل المعدن مع الأملاح بل يحدث في الشكل الخام للكبريتات والأكاسيد.
- معظم المعادن تحتفظ بالحرارة، حيث تتطلب معظمها درجات حرارة عالية جدًا لتذوب.
- يتحول لون معظم المعادن إلى اللون الرمادي بسبب انعكاسات الضوء، ويمكن أن يتحول لون بعضها إلى اللون الأصفر، مثل الذهب، وهناك أيضًا أنواع يتحول لونها إلى اللون الأزرق من التعرض للهواء، مثل معدن النحاس.
الاستخدامات المختلفة للمعادن في حياتنا
تعد المعادن من أهم العناصر الطبيعية في حياة الإنسان حيث توجد أنواع عديدة من المعادن واستخداماتها المتعددة لا حصر لها.
يدخل الكثير منهم في صناعات مختلفة اليوم بسبب تقدم الصناعة واتجاه الاستفادة من فضل الطبيعة، وتشمل الاستخدامات الرئيسية للمعادن وفقًا لخصائصها المميزة ما يلي:
- هناك بعض أنواع المعادن التي تتميز بألوانها الجميلة والمميزة والقدرة على تشكيل واستخدام القطع الصغيرة منها.
- تستخدم هذه المعادن مثل الفضة والنحاس والذهب في صناعة المجوهرات والحلي والعملات المعدنية.
- في صناعة هياكل السفن والطائرات والقطارات والمركبات، يتم استخدام أنواع معدنية لها خصائص قوية ومتانة عالية، وتتميز بصلابتها ومقاومتها للصدأ، مثل الفولاذ والحديد.
- كما تستخدم أنواع المعادن التي تعتبر موصلات جيدة للحرارة والكهرباء ولها درجة عالية من المرونة.
- ويتيح لها ليونة تشكيلها حسب الحاجة في صناعة الأسلاك والموصلات الكهربائية.
- يعتبر النحاس من أشهر الأمثلة على هذا النوع من المعدن.
- في العصور القديمة، تم استخدام المعادن الثمينة في صناعة الأثاث والديكور والديكور، وخاصة الأثاث المصنوع من أجل الملوك.
- والدليل على ذلك هو وجود عروش من الذهب والحديد في مقبرة الملك توت عنخ آمون من مصر القديمة.
- ونجد ذلك في أنواع المعادن الموجودة حولها واستخدامها، بعضها يستخدم في صناعة مواد البناء والتشييد.
- مثل الحديد، نظرًا لصلابته وقوته العالية، يمكن التحكم في شكله وتعديله حسب الحاجة في التصميم.
- كما تستخدم بعض أنواع المعادن في صناعة الأواني المختلفة وأواني الطعام وأجزاء الطائرات التي لا تتطلب وزنًا كبيرًا مثل: على سبيل المثال الألومنيوم.