Los metales son un grupo de elementos que tienen propiedades únicas como conductividad eléctrica, alta transferencia de calor, coeficiente de resistencia positivo, brillo característico y ductilidad relativa. Este tipo de sustancia es simple en términos de compuestos químicos.
Clasificación por grupos
Los metales se encuentran entre los materiales más comunes utilizados por la humanidad a lo largo de su historia. La mayoría de ellos se encuentran en las capas medias de la corteza terrestre, pero también están los que están escondidos en las profundidades de los depósitos de las montañas.
Los metales ocupan actualmente la mayor parte de la tabla periódica (94 de 118 elementos). De los grupos reconocidos oficialmente, cabe destacar los siguientes grupos:
1. Alcalino (litio, potasio, sodio, francio, cesio, rubidio). En contacto con el agua forman hidróxidos.
2. Alcalinotérreos (calcio, bario, estroncio, radio). Difieren en densidad y dureza.
3. Luz (aluminio, plomo, zinc, galio, cadmio, estaño, mercurio). Suele usarse en aleaciones debido a su baja densidad.
4. transicional (uranio,oro, titanio, cobre, plata, níquel, hierro, cob alto, platino, paladio, etc.). Tienen un estado de oxidación variable.
5. Semimetales (germanio, silicio, antimonio, boro, polonio, etc.). Tienen una red covalente cristalina en su estructura.
6. Actínidos (americio, torio, actinio, berkelio, curio, fermio, etc.).
7. Lantánidos (gadolinio, samario, cerio, neodimio, lutecio, lantano, erbio, etc.).
Cabe señalar que hay metales en la corteza terrestre y aquellos que no están definidos en grupos. Estos incluyen magnesio y berilio.
Compuestos nativos
En la naturaleza, existe una clase separada de codificación cristal-química. Estos elementos incluyen metales nativos. Estos son minerales que no están relacionados entre sí. Muy a menudo, los metales nativos en la naturaleza se forman como resultado de procesos geológicos.
45 Se conocen sustancias en estado cristalino en la corteza terrestre. La mayoría de ellos son de naturaleza extremadamente rara, de ahí su alto costo. La proporción de tales elementos es solo del 0,1%. Cabe señalar que encontrar estos metales también es un proceso laborioso y costoso. Se basa en el uso de átomos con capas y electrones estables.
Los metales nativos también se denominan nobles. Se caracterizan por la inercia química y la estabilidad de los compuestos. Estos incluyen oro, paladio, platino, iridio, plata, rutenio, etc. El cobre se encuentra con mayor frecuencia en la naturaleza. El hierro en su estado nativo está presente principalmente en depósitos de montaña en forma de meteoritos. por la mayoríaelementos raros del grupo son plomo, cromo, zinc, indio y cadmio.
Características básicas
Casi todos los metales en condiciones normales son duros y resistentes. La excepción es el francio y el mercurio, metales alcalinos. La temperatura de fusión de todos los elementos del grupo es diferente. Su rango va de -39 a +3410 grados centígrados. El tungsteno se considera el más resistente a la fusión. Sus compuestos pierden su resistencia solo a temperaturas superiores a +3400 C. El plomo y el estaño deben distinguirse de los metales que se funden fácilmente.
Además, los elementos se dividen según la densidad (ligeros y pesados) y la plasticidad (duros y blandos). Todos los compuestos metálicos conducen muy bien la electricidad. Esta propiedad se debe a la presencia de redes cristalinas con electrones activos. El cobre, la plata y el aluminio tienen la conductividad máxima, el sodio tiene una conductividad ligeramente menor. Vale la pena señalar las altas propiedades térmicas de los metales. La plata se considera el mejor conductor de calor, el mercurio es el peor.
Metales en el medio ambiente
La mayoría de las veces, estos elementos se pueden encontrar en forma de compuestos y minerales. Los metales en la naturaleza forman sulfitos, óxidos, carbonatos. Para purificar los compuestos, primero es necesario aislarlos de la composición del mineral. El siguiente paso será la aleación y el procesamiento final.
En la metalurgia industrial, se distinguen los minerales ferrosos y no ferrosos. Los primeros están construidos sobre la base de compuestos de hierro, los segundos sobre otros metales. El platino, el oro y la plata se consideran metales preciosos. La mayoría de ellos están en la corteza terrestre. Sin embargoen menor medida, el agua de mar también representa una pequeña proporción.
Hay elementos nobles incluso en los organismos vivos. Una persona contiene alrededor del 3% de compuestos metálicos. En su mayor parte, el cuerpo contiene sodio y calcio, que actúan como un electrolito intercelular. El magnesio es necesario para el funcionamiento normal del sistema nervioso central y la masa muscular, el hierro es bueno para la sangre, el cobre es bueno para el hígado.
Encontrar compuestos metálicos
La mayoría de los elementos se encuentran debajo de la capa superior del suelo en todas partes. El metal más común en la corteza terrestre es el aluminio. Su porcentaje varía dentro del 8,2%. Encontrar el metal más común en la corteza terrestre no es difícil, ya que se presenta en forma de minerales.
El hierro y el calcio son un poco menos comunes en la naturaleza. Su porcentaje es del 4,1%. Luego vienen el magnesio y el sodio: 2,3% cada uno, potasio: 2,1%. El resto de metales en la naturaleza no ocupan más del 0,6%. Cabe señalar que el magnesio y el sodio se pueden extraer por igual tanto en el suelo como en el agua de mar.
Los elementos metálicos en la naturaleza se encuentran en forma de minerales o en estado nativo, como el cobre o el oro. Hay sustancias que deben obtenerse a partir de óxidos y sulfuros, por ejemplo, hematites, caolín, magnetita, galena, etc.
Producción de metales
El procedimiento para extraer elementos se reduce a extraer minerales. Encontrar metales en la naturaleza en forma de minerales es el proceso más simple y común en la industria en general. para buscardepósitos cristalinos, se utiliza un equipo geológico especial para analizar la composición de las sustancias en un terreno en particular. Más raramente, la presencia de metales en la naturaleza se reduce a un método subterráneo banal a cielo abierto.
Después de la extracción, comienza la etapa de enriquecimiento, cuando el concentrado de mineral se separa del mineral original. La humectación, la corriente eléctrica, las reacciones químicas, el tratamiento térmico se utilizan para distinguir los elementos. La mayoría de las veces, la liberación de mineral de metal se produce como resultado de la fusión, es decir, del calentamiento con recuperación.
Minería de aluminio
La metalurgia no ferrosa se dedica a este proceso. En términos de consumo y producción, es líder entre otras ramas de la industria pesada. El metal más común en la corteza terrestre tiene una gran demanda en el mundo moderno. En términos de producción, el aluminio solo es superado por el acero.
Sobre todo, este elemento se utiliza en las industrias de aviación, automotriz y eléctrica. Cabe señalar que el metal más común en la corteza terrestre también se puede obtener por medios "artificiales". Para tal reacción química, se requieren bauxitas. Forman alúmina. Al combinar esta sustancia con electrodos de carbón y sal de fluoruro bajo la acción de una corriente eléctrica, se puede obtener el mineral de aluminio más puro.
China es el país líder entre los productores de este componente. Allí se funden hasta 18,5 millones de toneladas de metal al año. La asociación ruso-suiza UC RUSAL es líder en una calificación similar de minería de aluminio.
Uso de metales
Todos los elementos del grupo son duraderos, impermeables y relativamente resistentes a la temperatura. Es por eso que los metales son tan comunes en la vida cotidiana. Hoy en día se utilizan para fabricar cables eléctricos, resistencias, electrodomésticos y artículos para el hogar.
Los metales son materiales ideales para la construcción y las herramientas. En la construcción se utilizan aleaciones puras y combinadas. En ingeniería y aviación, las conexiones principales son el acero y los enlaces más duros.
