Các loại kim loại màu, quý và kim loại đen và đặc điểm của chúng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Kim loại là một nhóm lớn các nguyên tố đơn giản với các tính năng đặc trưng như độ dẫn nhiệt và điện cao, hệ số nhiệt độ dương và hơn thế nữa. Để phân loại đúng cách và hiểu những gì là gì, bạn cần phải đối phó với tất cả các sắc thái. Hãy cùng bạn thử xem xét các loại kim loại cơ bản như kim loại đen, kim loại màu, quý, cũng như hợp kim. Đây là một chủ đề khá rộng và phức tạp, nhưng chúng tôi sẽ cố gắng đưa mọi thứ lên kệ.

Điều mà mọi người nên biết?

Trước khi phân loại kim loại thành các nhóm, cần hiểu các đặc điểm chính. Những cái chính bao gồm hệ số âm của độ dẫn điện. Điều này cho thấy rằng khi nhiệt độ giảm, độ dẫn điện tăng lên và một số chất dẫn điện trở thành chất siêu dẫn. Đồng thời, sự gia tăng nhiệt độ dẫn đến một phầnhoặc mất hoàn toàn băng thông. Các tính năng phụ bao gồm ánh kim loại, cũng như nhiệt độ nóng chảy cao. Ngoài ra, một số kim loại ở dạng hợp chất đóng vai trò chất khử trong phản ứng oxi hóa khử. Xin lưu ý rằng kim loại nguyên chất thực tế không bao giờ được tìm thấy trong tự nhiên, vì vậy bạn cũng đừng quên quặng và cốm.

Về kim loại đen

Nhóm này bao gồm sắt, cũng như các hợp kim của nó (gang, ferroalloys). Trên thực tế, kim loại đen là hợp kim của sắt và cacbon, ngoài ra còn có các nguyên tố hóa học khác, chẳng hạn như lưu huỳnh, phốt pho, silic, … thường là đồng, crom hoặc niken. Tất cả các loại kim loại đen được phân loại theo hàm lượng cacbon. Vì vậy, có các hợp kim sau:

• Gang - lượng cacbon dao động từ 2 đến 4,3%, trong một số trường hợp đạt mức tới hạn là 5%. Các nguyên tố hóa học khác nhau ảnh hưởng trực tiếp đến các đặc tính của sản phẩm. Vì vậy, lưu huỳnh với phốt pho làm tăng độ giòn, trong khi phụ gia crom và niken làm cho gang chịu nhiệt tốt hơn và chống ăn mòn.
• Thép - hàm lượng cacbon lên đến 2%. Nó khác với gang ở độ dẻo cao, cũng như hiệu suất công nghệ cao (dễ gia công hơn).

Tính năng chi tiết của gang và thép

Hiện đang tồn tạimột số loại gang được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, cũng như công nghiệp: đúc (xám) và chuyển đổi (trắng). Loại thứ hai khác với loại thứ nhất ở chỗ cacbon ở trạng thái liên kết ở dạng xi măng, trong trường hợp thứ nhất - ở trạng thái tự do ở dạng than chì. Sự giảm độ bền của vật liệu này là do các tấm than chì phá vỡ cấu trúc kim loại, do đó làm nó yếu đi. Có gang xám biến tính. Đặc điểm của nó là than chì có dạng hình cầu, làm tăng cơ tính của sản phẩm.

Bạn có thể đã nhận ra rằng chúng đã trở nên linh hoạt hơn, do không có quá nhiều carbon trong thành phần. Vì vậy, thép kết cấu chứa từ 0,02 đến 0,85% cacbon và được sử dụng để xây dựng. Ưu điểm chính của chúng là độ dẻo tốt. Mức độ giòn thấp. Cũng có những loại dụng cụ, trong đó hàm lượng carbon cao hơn một chút - từ 0,65 đến 1,4%, do đó, nó là một hợp kim cứng hơn, nhưng giòn. Như tên gọi của nó, nó được sử dụng như một khoảng trống để tạo ra các công cụ (cắt, cưa các bộ phận làm việc của máy móc và cụm chi tiết). Ở đây chúng tôi đã xem xét các loại kim loại đen, vì vậy chúng ta hãy đi xa hơn.

Kim loại quý

Nhóm này bao gồm các hợp kim ổn định về mặt hóa học, không bị oxy hóa trong nước và không khí. Điều đáng chú ý là số lượng kim loại như vậy trên toàn bộ hành tinh là tương đối ít, và quá trình khai thác và xử lý cực kỳ phức tạp và tốn nhiều thời gian. Nếu trong một thời gian dài loài người chỉ biết có 7 nhóm thì ngày nay đã có một số nhóm trong số đó.hơn. Vì vậy, các loại kim loại quý nổi tiếng nhất: vàng, bạc, bạch kim, osmium, rhodi, palladium, iridi, vv Tất cả chúng đều được tìm thấy trong tự nhiên. Cũng có những cái gọi là đồng vị. Chúng thu được trong các phòng thí nghiệm bằng các phản ứng hóa học phức tạp. Kim loại đắt nhất như vậy là californium-252, trị giá 500.000 USD / gam. Osmium-187, thu được trong các phòng thí nghiệm hiện đại, là một trong những loại có nhu cầu cao nhất.

Về bạc và vàng

Kể từ thời kỳ đồ đá, mọi người đã quen thuộc với một kim loại như vàng. Có thể nói đây là kim loại quý quan trọng nhất trên thế giới. Trong tự nhiên, nó thường được tìm thấy ở dạng cốm với một lượng nhỏ tạp chất hoặc ở dạng hợp kim với bạc. Các tính năng đặc biệt bao gồm dẫn nhiệt và điện trở rất thấp. Tất nhiên, người ta không thể không lưu ý đến tính dễ uốn của vàng, đó là lý do tại sao nó là một vật liệu cực kỳ phổ biến để làm đồ trang sức. Sự thật thú vị: viên ngọc khổng lồ bằng vàng lớn nhất được tìm thấy ở Úc. Anh ấy nặng khoảng 90 kg.

Nếu chúng ta xem xét các loại kim loại quý chính, thì chúng ta không thể nói về bạc. Trong tự nhiên, vật liệu này được tìm thấy ở dạng bản địa (quặng bạc). Nhưng điều đáng chú ý là việc sản xuất chính được thực hiện từ các quặng phức tạp, nơi có tương đối ít bạc, nhưng các mỏ khoáng như vậy lại phổ biến hơn. Nó là một kim loại rất mềm và dẻo, có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt đặc biệt.

Rhodium và Platinum

Rhodium là kim loại, không phảiDo đó, có khoáng chất riêng là một trong những loại đắt nhất. Bạn sẽ phải trả hơn 220 đô la cho mỗi gram. Kim loại quý này có màu bạc pha chút xanh. Nó được phân biệt bởi khả năng chống lại các ảnh hưởng hóa học và nhiệt, nhưng cực kỳ dễ bị hư hỏng cơ học do tính dễ vỡ của nó. Vì nó khá đắt nên nó chỉ được sử dụng ở những nơi không thể tìm thấy chất tương tự.

Nếu chúng ta xem xét các loại và các loại kim loại, thì chúng ta không thể nói về bạch kim, được phát hiện vào năm 1952 bởi một nhà hóa học Thụy Điển. Đây là một vật liệu khá hiếm và chỉ được tìm thấy trong tự nhiên khi kết hợp với hợp kim với các kim loại khác. Quá trình khai thác cực kỳ tốn công sức và đòi hỏi đầu tư lớn, nhưng nó rất đáng giá, bởi vì không có loại axit nào được biết đến cho đến nay ảnh hưởng đến bạch kim. Khi đun nóng, nó không bị đổi màu và không bị oxy hóa.

Các loại kim loại màu

Nhóm này có nhu cầu cao nhất, vì hầu hết nguyên liệu là nguyên liệu thô để sản xuất kim loại cán. Nếu nói về phạm vi thì nó khá bao quát, đó là: cơ khí, luyện kim, điện tử vô tuyến, công nghệ cao, … Theo tính chất vật lý, có các loại kim loại màu sau:

• nặng (chì, kẽm, thiếc, niken, v.v.);
• nhẹ (nhôm, titan, magiê, v.v.).

Theo cách phân loại này, có luyện kim loại nhẹ và kim loại nặng. Không có gì bí mật khi hoàn toàn có thể thực hiện bất kỳ kỹ thuật nào từ nhóm này. Xin lưu ý rằng đối với màu sắcbao gồm tất cả các loại hợp kim kim loại, ngoại trừ sắt. Bây giờ chúng ta hãy tiếp tục.

Các loại kim loại nặng chính

Cho đến nay, có khoảng 40 định nghĩa về khái niệm nhóm vật liệu này. Trong số các đặc điểm phân biệt là trọng lượng nguyên tử ấn tượng, thường là hơn 50. Từ đó chúng ta có thể kết luận rằng mọi thứ sau vanadi (bất kể tỷ trọng) đều nên được đưa vào danh sách. Nhưng nếu sử dụng một định nghĩa khác, thì thông số xác định có thể là khối lượng riêng, phải lớn hơn khối lượng riêng của sắt (8 g / cm3). Trong trường hợp này, danh sách sẽ bao gồm: chì, thủy ngân, đồng, nhưng thiếc sẽ đứng sau danh sách. Ngày nay, vấn đề ô nhiễm môi trường do nhóm này gây ra là vô cùng gay gắt. Điều này là do thực tế là nhiều kim loại được sử dụng trong công nghiệp nặng và cuối cùng ở đại dương cùng với nước thải. Vấn đề chính là độc tính cao của thủy ngân, chì, cadmium. Ngoài ra, một số loại kim loại nặng có xu hướng tích tụ trong cơ thể sống. Vì vậy, do nhiễm độc thủy ngân năm 1977, đã có hơn 2300 nạn nhân.

Thủy ngân, chì và cadmium

Đây là những kim loại màu nặng nguy hiểm nhất. Chúng là những chất gây ô nhiễm môi trường chính. Thủy ngân là kim loại cực độc đối với con người, nó xâm nhập vào đại dương qua bầu khí quyển và cùng với nước thải. Khi than được đốt trong các nhà máy điện, các hợp chất thủy ngân được giải phóng vào khí quyển và sau đó rơi vào đại dương dưới dạng kết tủa. Ngoài ra, nhiều nước ngọt và sinh vật biển tích tụ trongmột lượng thủy ngân đáng kể trong cơ thể, đã hơn một lần dẫn đến ngộ độc cho con người, và thậm chí tử vong.

Cadmium là một nguyên tố phân tán và khá hiếm đi vào đại dương cùng với nước thải từ các ngành công nghiệp luyện kim và luyện quặng. Cần lưu ý rằng cadmium có trong cơ thể con người, nhưng nó rất nhỏ. Trong ngộ độc mãn tính, xương bị phá hủy, và bắt đầu thiếu máu. Đối với chì, kim loại này ở trạng thái phân tán được tìm thấy hầu như ở khắp mọi nơi. Những loại kim loại như vậy, như những bức ảnh mà chúng tôi đã đưa ra ở trên, được đào thải ra khỏi cơ thể, nhưng khá chậm, vì vậy sự dư thừa của chúng sẽ gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Cùng với bụi lục địa, khoảng 25.000 tấn chì xâm nhập vào đại dương cùng với lượng mưa.

Lưu ý

Như bạn thấy, có rất nhiều loại và tính chất của kim loại. Có điều không nguy hiểm gì cả, ngày nào chúng ta cũng đeo một cây thánh giá bạc và một chiếc nhẫn vàng trên tay. Các chất phóng xạ có thể giết chết một người, vì vậy các nhà môi trường trên thế giới đang cố gắng giải quyết phần nào vấn đề thải các kim loại độc hại vào đại dương và khí quyển. Tất nhiên, rất khó để giải quyết những vấn đề như vậy, đặc biệt là khi hầu hết các doanh nhân không liên lạc gì cả. Tuy nhiên, đừng quên rằng nếu không có dây dẫn, cũng bao gồm kim loại, thì không thể có mạch điện, và không có sắt thì sẽ không có ô tô và những thứ khác quen thuộc với chúng ta.

Chúng tôi chưa đề cập đến nhóm các kim loại phóng xạ trong bảng tuần hoàn của Mendeleev. Nơi đâybao gồm: tecneti, polonium, promethium, v.v. Mục đích chính là sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân và vũ khí, khiến chúng trở nên rất nguy hiểm.

Kết

Bạn phải nhận thấy rằng có nhiều loại kim loại khác nhau. Trong tự nhiên, hầu hết chúng tồn tại ở dạng quặng và tạo thành nhiều sulfua, cacbonat và các hợp chất hóa học khác. Để có được kim loại tinh khiết và sử dụng chúng hơn nữa, các dây chuyền làm sạch và làm giàu công nghệ hiện đại được sử dụng. Chắc chắn bạn sẽ thích thú khi biết rằng cơ thể con người cũng chứa một lượng nhỏ các hợp chất kim loại - khoảng 3%. Vì vậy, chúng ta có canxi trong xương, sắt trong máu, magiê liên tục tích tụ trong cơ bắp và có đồng trong gan.

Chà, về nguyên tắc, đó là tất cả những gì có thể nói về những loại hợp kim kim loại tồn tại. Mặc dù thực tế rằng đây là một chủ đề khá phức tạp, nhưng nó có thể được những ai yêu thích luyện kim quan tâm.