ფერადი, ძვირფასი და შავი ლითონების სახეობები და მათი მახასიათებლები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

მეტალები არის მარტივი ელემენტების დიდი ჯგუფი დამახასიათებელი ნიშნებით, როგორიცაა მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობა, დადებითი ტემპერატურის კოეფიციენტი და სხვა. სწორად კლასიფიცირებისთვის და იმის გასაგებად, თუ რა არის, თქვენ უნდა გაუმკლავდეთ ყველა ნიუანსს. შევეცადოთ თქვენთან ერთად განვიხილოთ ლითონების ისეთი ძირითადი ტიპები, როგორიცაა შავი, ფერადი, ძვირფასი და ასევე შენადნობები. ეს საკმაოდ ვრცელი და რთული თემაა, მაგრამ ვეცდებით ყველაფერი თაროებზე დავდოთ.

რა უნდა იცოდეს ყველამ?

მეტალების ჯგუფებად დაყოფამდე აუცილებელია ძირითადი მახასიათებლების გაგება. პირველადი მოიცავს ელექტროენერგიის გამტარობის უარყოფით კოეფიციენტს. ეს ვარაუდობს, რომ ტემპერატურის კლებასთან ერთად, გამტარობა იზრდება და ზოგიერთი გამტარი ხდება ზეგამტარი. ამავდროულად, ტემპერატურის ზრდა იწვევს ნაწილობრივან გამტარუნარიანობის სრული დაკარგვა. მეორადი მახასიათებლები მოიცავს მეტალის ბრწყინვალებას, ასევე მაღალ დნობის წერტილს. გარდა ამისა, ზოგიერთი ლითონი ნაერთების სახით ასრულებს შემამცირებელი აგენტის როლს რედოქს რეაქციებში. გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ სუფთა ლითონები პრაქტიკულად არასოდეს გვხვდება ბუნებაში, ამიტომ არ უნდა დაივიწყოთ მადანი და ნუგბარიც.

შავი ლითონების შესახებ

ამ ჯგუფში შედის რკინა, ისევე როგორც მისი შენადნობები (თუჯი, ფეროშენადნობები). სინამდვილეში, შავი ლითონები რკინისა და ნახშირბადის შენადნობია, მაგრამ ამის გარდა არის სხვა ქიმიური ელემენტები, როგორიცაა გოგირდი, ფოსფორი, სილიციუმი და ა.შ., რომლებიც ყველაზე ხშირად არის სპილენძი, ქრომი ან ნიკელი. ყველა სახის შავი ლითონი კლასიფიცირდება ნახშირბადის შემცველობით. ასე რომ, არსებობს შემდეგი შენადნობები:

• თუჯი - ნახშირბადის რაოდენობა მერყეობს 2-დან 4,3%-მდე, ზოგიერთ შემთხვევაში აღწევს კრიტიკულ დონეს 5%-მდე. სხვადასხვა ქიმიური ელემენტები პირდაპირ გავლენას ახდენს პროდუქტის თვისებებზე. ასე რომ, გოგირდი ფოსფორთან ერთად ზრდის მტვრევადობას, ხოლო ქრომის და ნიკელის დანამატები თუჯს უფრო თბოგამძლე და კოროზიის მიმართ მდგრადი ხდის.
• ფოლადი - ნახშირბადის შემცველობა 2%-მდე. იგი თუჯისგან განსხვავდება მაღალი დრეკადობით, ასევე მაღალი ტექნოლოგიური წარმადობით (უფრო ადვილი დასამუშავებლად).

თუჯისა და ფოლადის მახასიათებლები დეტალურად

ამჟამად არსებობსთუჯის რამდენიმე სახეობა, რომლებიც გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში, ასევე ინდუსტრიაში: სამსხმელო (ნაცრისფერი) და კონვერტაცია (თეთრი). ეს უკანასკნელი პირველი ტიპისგან იმით განსხვავდება, რომ ნახშირბადი შეკრულ მდგომარეობაშია ცემენტის სახით, პირველ შემთხვევაში - თავისუფალ მდგომარეობაში გრაფიტის სახით. ამ მასალის სიძლიერის დაქვეითება განპირობებულია იმით, რომ გრაფიტის ფირფიტები არღვევს ლითონის სტრუქტურას, რითაც ასუსტებს მას. არის მოდიფიცირებული ნაცრისფერი თუჯის. მისი თავისებურებებია ის, რომ გრაფიტი სფერულ ფორმაშია, რაც ზრდის პროდუქტის მექანიკურ თვისებებს.

ალბათ უკვე მიხვდით, რომ ისინი უფრო მრავალმხრივი გახდნენ, შემადგენლობაში არც თუ ისე ბევრი ნახშირბადის გამო. ამრიგად, სტრუქტურული ფოლადები შეიცავს 0,02-დან 0,85% ნახშირბადს და გამოიყენება მშენებლობისთვის. მათი მთავარი უპირატესობა კარგი პლასტიურობაა. მტვრევადობის ხარისხი დაბალია. ასევე არის ინსტრუმენტული, რომლებშიც ნახშირბადის შემცველობა ოდნავ მაღალია - 0,65-დან 1,4%-მდე, შესაბამისად, ის უფრო ძლიერი შენადნობია, მაგრამ მყიფე. იგი გამოიყენება, როგორც სახელი გულისხმობს, როგორც ბლანკი ხელსაწყოების შესაქმნელად (ჭრის, დანადგარების სამუშაო ნაწილების და შეკრების სამუშაო ნაწილების დაჭერა). აქ ჩვენ გადავხედეთ შავი ლითონების ტიპებს, ასე რომ, მოდით წავიდეთ უფრო შორს.

ძვირფასი ლითონები

ამ ჯგუფში შედის ქიმიურად სტაბილური შენადნობები, რომლებიც არ იჟანგება წყალში და ჰაერში. აღსანიშნავია, რომ ასეთი ლითონების რაოდენობა მთელ პლანეტაზე შედარებით მცირეა, ხოლო მოპოვებისა და დამუშავების პროცესი უკიდურესად რთული და შრომატევადი. თუ დიდი ხნის განმავლობაში კაცობრიობამ მხოლოდ 7 ჯგუფი იცოდა, დღეს რამდენიმე მათგანია.მეტი. ასე რომ, ძვირფასი ლითონების ყველაზე ცნობილი სახეობები: ოქრო, ვერცხლი, პლატინა, ოსმიუმი, როდიუმი, პალადიუმი, ირიდიუმი და ა.შ. ყველა მათგანი ბუნებაში გვხვდება. ასევე არსებობს იზოტოპების ე.წ. ისინი მიიღება ლაბორატორიებში რთული ქიმიური რეაქციებით. ყველაზე ძვირადღირებული ასეთი ლითონი არის კალიფორნიუმ-252, რომლის ღირებულება 500 000 დოლარია 1 გრამი. ოსმიუმ-187, რომელიც მიღებულია თანამედროვე ლაბორატორიებში, ერთ-ერთი ყველაზე მოთხოვნადია.

ვერცხლის და ოქროს შესახებ

ქვის ხანიდან მოყოლებული ადამიანები იცნობდნენ ისეთ მეტალს, როგორიცაა ოქრო. თამამად შეიძლება ითქვას, რომ ეს არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ძვირფასი ლითონი მსოფლიოში. ბუნებაში, ის ყველაზე ხშირად გვხვდება ნაგლეჯების სახით მცირე რაოდენობით მინარევებით ან ვერცხლის შენადნობში. განსაკუთრებული მახასიათებლები მოიცავს თერმული კონდუქტომეტრს და ძალიან დაბალ წინააღმდეგობას. რა თქმა უნდა, არ შეიძლება არ აღვნიშნოთ ოქროს მოქნილობა, რის გამოც იგი უაღრესად პოპულარული მასალაა სამკაულების დასამზადებლად. საინტერესო ფაქტი: ყველაზე დიდი ოქროს ნუგბარი ავსტრალიაში აღმოაჩინეს. ის დაახლოებით 90 კილოგრამს იწონიდა.

თუ გავითვალისწინებთ ძვირფასი ლითონების ძირითად ტიპებს, მაშინ ვერ ვიტყვით ვერცხლზე. ბუნებაში ეს მასალა გვხვდება მშობლიური ფორმით (ვერცხლის საბადო). მაგრამ აღსანიშნავია, რომ ძირითადი წარმოება ხორციელდება რთული საბადოებიდან, სადაც შედარებით ცოტაა ვერცხლი, მაგრამ ასეთი მინერალების საბადოები უფრო ხშირია. ეს არის ძალიან რბილი და ელასტიური ლითონი, რომელსაც აქვს განსაკუთრებული ელექტრო და თბოგამტარობა.

როდიუმი და პლატინა

როდიუმი მეტალია, არაშესაბამისად, საკუთარი მინერალების ქონა ერთ-ერთი ყველაზე ძვირია. გრამზე 220 დოლარზე მეტის გადახდა მოგიწევთ. ამ კეთილშობილ ლითონს აქვს ვერცხლისფერი ფერი მოლურჯო ელფერით. იგი გამოირჩევა ქიმიური და თერმული ზემოქმედებისადმი მდგრადობით, მაგრამ უკიდურესად დაუცველია მექანიკური დაზიანების მიმართ მისი მყიფეობის გამო. ვინაიდან საკმაოდ ძვირია, გამოიყენება მხოლოდ იქ, სადაც შეუძლებელია ანალოგის პოვნა.

თუ გავითვალისწინებთ ლითონების ტიპებსა და ტიპებს, მაშინ ვერ ვიტყვით შვედი ქიმიკოსის მიერ 1952 წელს აღმოჩენილ პლატინაზე. ეს საკმაოდ იშვიათი მასალაა და ბუნებაში გვხვდება მხოლოდ სხვა ლითონებთან შენადნობებთან ერთად. მოპოვების პროცესი უკიდურესად შრომატევადია და დიდ ინვესტიციებს მოითხოვს, მაგრამ ღირს, რადგან დღემდე ცნობილი არცერთი მჟავა არ მოქმედებს პლატინაზე. გაცხელებისას არ იცვლის ფერს და არ იჟანგება.

ფერადი ლითონების სახეები

ეს ჯგუფი ყველაზე მოთხოვნადია, ვინაიდან მასალების უმეტესობა არის ნედლეული ნაგლინი ლითონის წარმოებისთვის. ფარგლებს თუ ვსაუბრობთ, მაშინ ის საკმაოდ ვრცელია, ეს არის: მანქანათმშენებლობა, მეტალურგია, რადიოელექტრონიკა, მაღალი ტექნოლოგიები და ა.შ. ფიზიკური თვისებების მიხედვით გამოიყოფა ფერადი ლითონების შემდეგი სახეობები:.

• მძიმე (ტყვია, თუთია, კალა, ნიკელი და ა.შ.);
• მსუბუქი (ალუმინი, ტიტანი, მაგნიუმი და ა.შ.).

ამ კლასიფიკაციის მიხედვით, არსებობს მსუბუქი და მძიმე ლითონების მეტალურგია. საიდუმლო არ არის, რომ ამ ჯგუფისგან აბსოლუტურად ნებისმიერი ტექნიკის დამზადება შესაძლებელია. გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ ფერისთვისმოიცავს ყველა სახის ლითონის შენადნობებს, გარდა რკინისა. ახლა მოდით გადავიდეთ.

მძიმე ლითონების ძირითადი ტიპები

დღემდე, არსებობს მასალების ამ ჯგუფის კონცეფციის დაახლოებით 40 განმარტება. განმასხვავებელ მახასიათებლებს შორის არის შთამბეჭდავი ატომური წონა, როგორც წესი, 50-ზე მეტი. აქედან შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ყველაფერი, რაც ვანადიუმის შემდეგ მოდის (სიმკვრივის მიუხედავად) უნდა შევიდეს სიაში. მაგრამ თუ სხვა განმარტება გამოიყენება, მაშინ განმსაზღვრელი პარამეტრი შეიძლება იყოს სიმკვრივე, რომელიც უნდა იყოს რკინის სიმკვრივეზე მეტი (8 გ/სმ3). ამ შემთხვევაში სიაში შევა: ტყვია, ვერცხლისწყალი, სპილენძი, მაგრამ კალა ჩამორჩება. დღეს ამ ჯგუფის მიერ გარემოს დაბინძურების საკითხი უკიდურესად მწვავედ დგას. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ბევრი ლითონი გამოიყენება მძიმე მრეწველობაში და კანალიზაციასთან ერთად ოკეანეში ხვდება. მთავარი პრობლემაა ვერცხლისწყლის, ტყვიის, კადმიუმის მაღალი ტოქსიკურობა. გარდა ამისა, მძიმე მეტალების ზოგიერთი სახეობა ცოცხალ ორგანიზმებში გროვდება. ასე რომ, 1977 წელს ვერცხლისწყლით მოწამვლის გამო 2300-ზე მეტი მსხვერპლი იყო.

მერკური, ტყვია და კადმიუმი

ეს არის ყველაზე საშიში მძიმე ფერადი ლითონები. ისინი გარემოს ძირითადი დამაბინძურებლები არიან. ვერცხლისწყალი ადამიანისთვის უაღრესად ტოქსიკური ლითონია, ის ოკეანეში ატმოსფეროსა და კანალიზაციის საშუალებით შედის. როდესაც ნახშირი იწვება ელექტროსადგურებში, ვერცხლისწყლის ნაერთები გამოიყოფა ატმოსფეროში და შემდეგ ნალექის სახით ცვივა ოკეანეში. გარდა ამისა, მათში ბევრი მტკნარი და საზღვაო სიცოცხლე გროვდებაორგანიზმში ვერცხლისწყლის მნიშვნელოვანი რაოდენობა, რამაც არაერთხელ გამოიწვია ადამიანის მოწამვლა და სიკვდილიც კი.

კადმიუმი არის დისპერსიული და საკმაოდ იშვიათი ელემენტი, რომელიც ოკეანეში შედის მეტალურგიული და მადნეული მრეწველობის ჩამდინარე წყლებთან ერთად. უნდა აღინიშნოს, რომ კადმიუმი არის ადამიანის ორგანიზმში, მაგრამ ის ძალიან მცირეა. ქრონიკული მოწამვლისას ძვლები ნადგურდება და იწყება ანემია. რაც შეეხება ტყვიას, ეს ლითონი დისპერსიულ მდგომარეობაში თითქმის ყველგან გვხვდება. ასეთი ტიპის ლითონები, რომელთა ფოტოებიც ზემოთ მოვიყვანეთ, გამოიყოფა ორგანიზმიდან, მაგრამ საკმაოდ ნელა, ამიტომ მათი სიჭარბე ჯანმრთელობის სერიოზულ პრობლემებს იწვევს. კონტინენტურ მტვერთან ერთად, ნალექთან ერთად ოკეანეში დაახლოებით 25000 ტონა ტყვია შედის.

შენიშვნა

როგორც ხედავთ, არსებობს ლითონების მრავალფეროვანი სახეობა და თვისებები. რაღაც საერთოდ არ არის საშიში და ყოველ დღე ვერცხლის ჯვარს და ხელზე ოქროს ბეჭედს ვიკეთებთ. რადიოაქტიურმა ნივთიერებებმა შეიძლება მოკლას ადამიანი, ამიტომ გარემოსდამცველები მთელს მსოფლიოში ცდილობენ ნაწილობრივ გადაჭრას ოკეანეში და ატმოსფეროში საშიში ლითონების გამოყოფის საკითხი. რა თქმა უნდა, ძალიან რთულია ასეთი პრობლემების გადაჭრა, მით უმეტეს, თუ გავითვალისწინებთ, რომ მეწარმეების უმეტესობა საერთოდ არ ამყარებს კონტაქტს. მიუხედავად ამისა, არ დაგავიწყდეთ, რომ გამტარების გარეშე, რომლებიც ასევე ლითონისგან შედგება, ელექტრო სქემები შეუძლებელია და რკინის გარეშე არ იქნება მანქანები და ჩვენთვის ნაცნობი სხვა ნივთები.

ჩვენ არ შევეხებით მენდელეევის პერიოდული სისტემის ე.წ. რადიოაქტიური ლითონების ჯგუფს. Აქმოიცავს: ტექნეტიუმს, პოლონიუმს, პრომეთიუმს და ა.შ. ძირითადი დანიშნულებაა ატომურ რეაქტორებში და იარაღში გამოყენება, რაც მათ ძალიან საშიშს ხდის.

დასკვნა

თქვენ უნდა შეამჩნიეთ, რომ არსებობს მრავალი განსხვავებული ტიპის ლითონი. ბუნებაში მათი უმეტესობა წარმოდგენილია მადნების სახით და ქმნის სხვადასხვა სულფიდებს, კარბონატებს და სხვა ქიმიურ ნაერთებს. სუფთა ლითონების მისაღებად და მათი შემდგომი გამოყენებისათვის გამოიყენება თანამედროვე ტექნოლოგიური დასუფთავებისა და გამდიდრების ხაზები. რა თქმა უნდა დაგაინტერესებთ იცოდეთ, რომ ადამიანის სხეული ასევე შეიცავს მცირე რაოდენობით ლითონის ნაერთებს - დაახლოებით 3%. ასე რომ, ძვლებში გვაქვს კალციუმი, სისხლში რკინა, კუნთებში მუდმივად გროვდება მაგნიუმი, ღვიძლში კი სპილენძია.

ისე, პრინციპში, ეს არის ყველაფერი, რაც შეიძლება ითქვას იმაზე, თუ რა ტიპის ლითონის შენადნობები არსებობს. მიუხედავად იმისა, რომ ეს საკმაოდ რთული თემაა, მეტალურგიის მოყვარულთათვის შესაძლოა საინტერესო იყოს.