أنواع المعادن
تصنف المعادن وفقاً لخصائصها إلى الفئات التالية:
- المعادن الحديدية (بالإنجليزية: ferrous metals): تتكون من مزيج من الحديد والكربون، وقد تم تصنيف هذا النوع نظراً لاحتوائه على معادن متنوعة واستخداماته الواسعة عبر مجالات متعددة. يتميز المعادن الحديدية بصلابته الشديدة وإمكانية تشكيله بطرق مختلفة، بالإضافة إلى كونه موصلاً جيداً للحرارة والكهرباء. يتمتع هذا النوع بقوة تحمل عالية وقدرة على مواجهة الأوزان الثقيلة والظروف البيئية القاسية، مما يجعله مثالياً لصناعة المعدات والآلات الثقيلة. ومع ذلك، يصاب بالتآكل مع مرور الوقت ويصهر عند تعرضه لدرجات حرارة مرتفعة، كما هو الحال مع الحديد والصلب.
- المعادن غير الحديدية (بالإنجليزية: non-ferrous metals): تشير إلى المعادن التي تُستخدم كبديل للحديد في صناعة المعدات والآلات. تتميز هذه المعادن بأنها أخف وزناً مقارنةً بالمعادن الحديدية، وتكون أقل تعرضاً للتآكل وأكثر نعومة. علاوة على ذلك، تتطلب ضغوطاً أقل في عمليات التصنيع، وتُعتبر موصلة جيدة للحرارة والكهرباء، مثل الألومنيوم والنحاس.
- المعادن النبيلة (بالإنجليزية: noble metals): تشمل المعادن الأقل تفاعلاً مثل العناصر النبيلة. تتميز بعدم تعرضها للصدأ أو التآكل عند ملامستها للهواء، كما أنها لينة وسهلة التصنيع بعدة أشكال، وتعتبر موصلة جيدة للحرارة والكهرباء. هذه المعادن تُستخدم في صناعة المجوهرات والعملات وتُعتبر عالية الثمن، مثل الذهب والفضة والبلاتينيوم.
- المعادن الثقيلة (بالإنجليزية: heavy metals): تعرف بأنها معادن ذات وزن ذري وكثافة مرتفعة، لكنها أقل قوة مقارنةً بالحديد وغيرها من المعادن. ونادراً ما تتواجد في الطبيعة بكثرة، وتؤثر سلباً على صحة الإنسان بسبب سمّيتها، ومن أمثلة هذه المعادن الكادميوم والرصاص.
- السبائك المعدنية (بالإنجليزية: metal alloys): تتشكل من مزيج بين عدة معادن بهدف الحصول على خصائص محددة، مثل زيادة القوة أو مقاومة التآكل أو تحسين التحمل.
الخصائص الفيزيائية للمعادن
تتسم المعادن بمجموعة من الخصائص الفيزيائية، منها:
- اللمعان.
- قدرتها الجيدة على توصيل الحرارة والكهرباء.
- ارتفاع كثافتها.
- درجة انصهار عالية.
- قابلية الطرق والسحب.
- صلابتها عند درجة حرارة الغرفة باستثناء الزئبق.
- إصدار الصوت.
الخصائص الكيميائية للمعادن
تحمل المعادن مجموعة من الخصائص الكيميائية، تشمل:
- فقدان الإلكترونات من المدار الأخير بسهولة.
- تعرضها للتآكل.
- تكوين أكاسيد في صيغتها الأساسية.
- انخفاض الكهروسلبية.
- عملها كعوامل اختزال جيدة.
استخدامات المعادن
تشكل المعادن حوالي 80% من العناصر الكيميائية المعروفة، ومن التطبيقات الشائعة لها:
- الحديد: يُستخدم في صناعة المسامير واللوحات الحديدية وغيرها.
- النحاس: يُستخدم في تصنيع كابلات الأسلاك الكهربائية والمقابس.
- الألومنيوم: يُستخدم في صناعة الأواني المقاومة للتآكل وقطع غيار الطائرات نظرًا لخفته.
- الزنك: يُستخدم في تصنيع الخلايا الجافة وتغليف اللوحات الحديدية لحمايتها من الصدأ.
- الفضة: تُستخدم في صناعة العملات الفضية.
فيديو تمثال الحرية والغزو الفضائي
ما العلاقة بين النيازك التي تسقط من الفضاء وتمثال الحرية؟ وماذا تعرف عن المعادن والمعادن الثمينة؟ شاهد الفيديو لتتعرف على المزيد: