المعادن: مفهوم ، مميزة ، تصنيف. أنواع المعادن (الجدول)

المعادن هي تكوينات قشرة الأرض ، التي تتكون من المعادن ، والخصائص الكيميائية والفيزيائية التي تسمح باستخدامها في المجال الصناعي والمنزلي. بدون مجموعة متنوعة من المواد التي غنية الأرض ، لما كان عالمنا متنوعة ومتطورة للغاية. التقدم التكنولوجي سيكون بعيد المنال ومعقد بشكل هائل. النظر في مفهوم وأنواع المعادن وخصائصها.

المفاهيم والمصطلحات ذات الصلة

قبل تحليل أنواع المعادن ، تحتاج إلى معرفة التعاريف المحددة المتعلقة بهذا الموضوع. سيكون من الأسهل والأسهل التعامل مع كل شيء. لذا ، فإن المعادن عبارة عن مواد خام معدنية أو تشكل قشرة الأرض ، والتي يمكن أن تكون ذات أصل عضوي أو غير عضوي وتستخدم في إنتاج الأشياء المادية.

تسمى الرواسب المعدنية تراكم كمية معينة من المواد المعدنية على السطح أو في أحشاء الأرض ، والتي تنقسم إلى فئات حسب مجال التطبيق في الصناعة.

يُطلق على خام التكوينات المعدنية التي نشأت في ظل ظروف طبيعية وتتكون من هذه المكونات وبنسبة تجعل استخدامها ممكنًا ومناسبًا للمجال الصناعي والتقني.

متى بدأت التعدين؟

لا يعرف بالضبط متى حدث التعدين الأول. وفقًا للمؤرخين ، فتح المصريون القدماء الحجاب. أرسلت البعثة إلى شبه جزيرة سيناء في عام 2600 قبل الميلاد. كان من المفترض أن يحصلوا على الميكا. ومع ذلك ، كان هناك تقدم كبير في معرفة السكان القدماء حول المواد الخام: تم العثور على النحاس. استخراج الفضة ومعالجتها معروفان في تاريخ اليونان. علم الرومان عن المعادن مثل الزنك والحديد والقصدير والرصاص. بعد أن أنشأت مناجم من أفريقيا إلى بريطانيا ، قامت الإمبراطورية الرومانية بملغها ثم استخدمتها لصنع الأدوات.

في القرن الثامن عشر ، بعد الثورة الصناعية ، أصبحت هناك حاجة ماسة للمعادن. في هذا الصدد ، كان إنتاجها يتطور بسرعة. تعتمد التكنولوجيا الحديثة على اكتشافات تلك الفترة. في القرن التاسع عشر ، حدثت "الذروة الذهبية" الشهيرة ، والتي تم خلالها استخراج كمية ضخمة منها المعادن الثمينة - الذهب. في نفس الأماكن (جنوب إفريقيا) ، تم اكتشاف العديد من رواسب الألماس.

وصف المعادن حسب الحالة المادية

من دروس الفيزياء ، من المعروف أن المواد قادرة على أن تكون في واحدة من أربع حالات تجميعية: سائلة ، صلبة ، غازية و بلازما. في الحياة العادية ، يمكن للجميع مراقبة الثلاثة الأولى بسهولة. يمكن العثور على المعادن ، مثل أي مركبات كيميائية أخرى ، على سطح الأرض أو في أحشاءها في واحدة من ثلاث حالات. وبالتالي ، تنقسم أنواع المعادن في المقام الأول إلى:

• السائل (المياه المعدنية ، النفط) ؛
• صلب (معادن ، فحم ، خامات) ؛
• الغازية (الغاز الطبيعي ، الغاز الخامل).

كل مجموعة هي جزء مهم ومتكامل من الحياة الصناعية. يسمح تنوع الموارد للبلدان بالتطور في المجال التقني والاقتصادي. يمثل عدد الرواسب المعدنية مؤشرا على ثروة البلاد ورفاهيتها.

الأنواع الصناعية ، تصنيف المعادن

بعد اكتشاف الصخور المعدنية الأولى ، فكر شخص جاد في الفوائد التي يمكن أن تجلبه لحياته.مع ظهور وتطور الصناعة ، تم تشكيل تصنيف الرواسب المعدنية على أساس استخدامها في المجال التقني. النظر في هذه الأنواع من المعادن. يحتوي الجدول على معلومات كاملة عن خصائصها:

تعد الأنواع الرئيسية من المعادن مع احتياطيات المياه العذبة السمة الرئيسية لثروة الأرض أو بلد واحد. يعد هذا تدرجًا نموذجيًا للموارد المعدنية ، حيث يتم تجميع جميع المواد الطبيعية المستخدمة في المجال الصناعي والمنزلي وفقًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية. سنتعرف على كل فئة على حدة.

الوقود الأحفوري

ما نوع المعادن التي ينتمي إليها النفط؟ ماذا عن الغاز؟ غالبًا ما تكون المعادن معدنية صلبة وليست غامضة أو سائلة. هم على دراية بالمعادن منذ الطفولة المبكرة ، في حين أن فهم ما النفط أو حتى الغاز المنزلي يأتي في وقت لاحق قليلا. لذا ، إلى أي نوع ، وفقًا للتصنيفات التي تمت دراستها بالفعل ، هل يجب أن يُنسب النفط والغاز؟ النفط - لمجموعة من المواد السائلة والغاز - إلى الغازية. بناءً على تطبيقها ، لا لبس في الوقود ، أو بمعنى آخر ، لتزويد الوقود بالوقود. بعد كل شيء ، يتم استخدام النفط والغاز في المقام الأول كمصدر للطاقة والحرارة: محركات الآلات تعمل عليها ، وتسخين أماكن المعيشة ، وبمساعدتهم يقومون بطهي الطعام. يتم تحرير الطاقة نفسها عن طريق حرق الوقود. وإذا نظرت إلى عمق أكبر ، يتم تسهيل ذلك عن طريق الكربون ، والذي يتم تضمينه في جميع المعادن القابلة للاحتراق. أي نوع من المعادن النفط يشير إلى ، تسويتها.

ما هي المواد الأخرى التي تنتمي هنا؟ هذه هي مركبات الوقود الصلب التي تشكلت في الطبيعة: الفحم والليغنيت ، الجفت ، أنثراسيت ، الصخر الزيتي. النظر في وصف موجز لهم. أنواع المعادن (قابلة للاحتراق):

• الفحم هو أول وقود بدأ الناس في استخدامه. المصدر الرئيسي للطاقة المستخدمة في الإنتاج على نطاق واسع ، وذلك بفضل هذه الحفرية التي حدثت فيها الثورة الصناعية. يتم تشكيلها بسبب الحطام النبات دون الوصول الجوي. اعتمادًا على الثقل النوعي للكربون في الفحم ، تتميز أصنافه: أنثراسايت ، فحم بني وصلب ، جرافيت ؛
• تشكلت الصخر الزيتي في قاع البحر قبل حوالي 450 مليون سنة من بقايا النباتات والحيوانات. يتكون من الأجزاء المعدنية والعضوية. عندما يشكل المقطر الجاف راتنجًا قريبًا من الزيت ؛
• الخث - تراكم حطام النبات المتحلل بشكل غير كامل في ظروف المستنقعات ، وأكثر من نصف تركيبه هو الكربون. يتم استخدامه كوقود ، الأسمدة ، العزل الحراري.

المواد الطبيعية القابلة للاحتراق هي أهم أنواع المعادن. بفضلهم ، تعلمت البشرية توليد الطاقة واستخدامها ، كما خلقت العديد من الصناعات. في الوقت الحالي ، تعتبر الحاجة إلى معادن الوقود حادة للغاية بالنسبة لمعظم الولايات. هذا جزء كبير من الاقتصاد العالمي ، يعتمد عليه رفاهية البلدان في جميع أنحاء العالم.

المعادن المعدنية: أنواعها وخصائصها

نحن نعرف أنواع المعادن: الوقود ، الخام ، غير المعدنية. المجموعة الأولى تمت دراستها بنجاح. الانتقال - خام ، أو المعادن - وهذا هو السبب ولدت الصناعة عموما وتطويرها. منذ العصور القديمة ، أدرك الرجل أن المعدن يوفر فرصًا أكثر بكثير في الحياة اليومية من غيابه. في العالم الحديث ، من المستحيل بالفعل تخيل الحياة بدون أي معدن. في الأجهزة المنزلية والالكترونيات ، في المنازل ، في الحمام ، وحتى في لمبة الإضاءة الصغيرة - كل ذلك موجود في كل مكان.

كيف يتم الملغومة؟ فقط المعادن النبيلة ، التي لا تتفاعل مع خواصها الكيميائية المعقدة ، بسبب خصائصها الكيميائية ، يمكن العثور عليها في شكل نقي. الباقي يتفاعلون بنشاط مع بعضهم البعض ، ويتحولون إلى خام. مزيج من المعادن ، إذا لزم الأمر ، مفصول أو ترك دون تغيير. السبائك التي شكلتها الطبيعة قد "ترسخت" بسبب الخصائص المختلطة. يمكن جعل الحديد ، على سبيل المثال ، أكثر صعوبة بإضافة الكربون إلى المعدن لصنع الفولاذ - وهو مفصل قوي يمكنه تحمل الأحمال الثقيلة.

اعتمادًا على الخصائص الفردية ، وكذلك نطاق التطبيق ، تنقسم المعادن الخام إلى مجموعات: المعادن الحديدية وغير الحديدية والنبيلة والنادرة والمشعة.

المعادن الحديدية

المعادن الحديدية هي الحديد وسبائكها المختلفة: الصلب والحديد الزهر والسبائك الحديدية الأخرى. يتم استخدامه في إنتاج أكثر المناطق تنوعًا: الجيش ، بناء السفن ، تصنيع الطائرات ، الهندسة الميكانيكية.

يتم استخدام العديد من منتجات الحديد في الحياة اليومية: أدوات المطبخ مصنوعة من الصلب ، والعديد من عناصر السباكة مغطاة به.

المعادن غير الحديدية

تحتوي المجموعة المعدنية غير الحديدية على عدد كبير من المعادن. يأتي اسم المجموعة من حقيقة أن العديد من المعادن لها لون معين. على سبيل المثال ، النحاس أحمر ، والألمنيوم فضة. الأنواع الثلاثة المتبقية من المعادن (النبيلة ، النادرة ، المشعة) ، في الواقع ، هي أنواع فرعية من المعادن غير الحديدية. يتم خلط الكثير منها في السبائك ، لأنه في هذا النموذج لديهم أفضل الخصائص.

تصنف المعادن غير الحديدية إلى:

• ثقيل - شديد السمية مع وزن ذري كبير: الرصاص والقصدير والنحاس والزنك ؛
• الرئتين مع انخفاض الكثافة والوزن: المغنيسيوم والتيتانيوم والألومنيوم والكالسيوم والليثيوم والصوديوم والروبيديوم والسترونتيوم والسيزيوم والبريليوم والباريوم والبوتاسيوم ؛
• نبيلة بسبب مقاومتها العالية عملياً لا تدخل في تفاعلات كيميائية ، فهي جميلة المظهر: البلاتين ، الفضة ، الذهب ، الروديوم ، البلاديوم ، الروثينيوم ، الأوزميوم ؛
• صغير (نادر) - الأنتيمون ، الزئبق ، الكوبالت ، الكادميوم ، الزرنيخ ، البزموت ؛
• تلك الحرارية لديها نقطة انصهار عالية ومقاومة التآكل: الموليبدينوم والتنتالوم والفاناديوم والتنغستن والمنغنيز والكروم والزركونيوم والنيوبيوم ؛
• تربة نادرة - تتكون المجموعة من 17 عنصرًا: السماريوم ، النيوديميوم ، اللانثانوم ، السيريوم ، اليوروبيوم ، التيربيوم ، الجادولينيوم ، الديسبروسيوم ، الإربيوم ، الهولميوم ، الإيتيربيوم ، اللوتيتيوم ، سكانديوم ، الإيتريوم ، الثوليوم ، البروميثيوم ، التيربيوم ؛
• تحدث متناثرة في الطبيعة فقط في شكل شوائب: التيلوريوم ، الثاليوم ، الإنديوم ، الجرمانيوم ، الرينيوم ، الهافنيوم ، السيلينيوم ؛
• تنبعث الجزيئات المشعة نفسها من جزيئات المشعة: راديوم ، بلوتونيوم ، يورانيوم ، بروتكتينيوم ، كاليفورنيا ، فيرميوم ، أميريسيوم وغيرها.

أهمية خاصة للبشرية هي الألومنيوم والنيكل والنحاس. الدول المتقدمة تميل إلى زيادة إنتاجها ، لأن كمية هذه المعادن غير الحديدية تؤثر تأثيرا مباشرا على التقدم التكنولوجي في صناعة الطائرات ، والملاحة الفضائية ، والأجهزة الذرية والمجهرية ، والهندسة الكهربائية.

العناصر الطبيعية غير المعدنية

لتلخيص ملخص قصير. تمت دراسة الفئات الرئيسية من جدول "أنواع المعادن" (الوقود ، الخام ، غير المعدني). ما العناصر التي تصنف على أنها غير معدنية ، أي غير معدنية؟ هذه مجموعة من المعادن الصلبة أو اللينة الموجودة في شكل معادن أو صخور فردية.العلم الحديث يعرف أكثر من مائة من هذه المركبات الكيميائية ، والتي ليست أكثر من نتاج العمليات الطبيعية.

بفضل حجم استخراجها واستخدامها ، تتفوق المعادن غير المعدنية على أنواع الوقود فقط من المعادن. يحتوي الجدول أدناه على الصخور والمعادن الرئيسية التي تشكل المجموعة غير المعدنية للموارد الطبيعية ، ووصفًا موجزًا ​​لها.

تعد الأنواع غير المعدنية من المعادن مهمة للغاية لمختلف الصناعات والبناء ، وهي ضرورية أيضًا في الحياة اليومية.

تصنيف استنفاد الموارد

بالإضافة إلى تدرج المعادن حسب حالتها البدنية وخصائصها ، يتم النظر أيضًا في مؤشرات قابليتها للتجديد وقابلية التجديد. تنقسم أنواع المعادن الرئيسية إلى:

• مستنفدة ، والتي قد تنتهي في مرحلة ما ولن تكون قابلة للوصول إلى الإنتاج ؛
• لا ينضب - المصادر التي لا تنضب نسبيًا للموارد الطبيعية ، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، والمحيطات ، والبحار ؛
• المعادن القابلة للتجديد - في مستوى معين من الاستنفاد يمكن استعادتها جزئيًا أو كليًا ، على سبيل المثال ، الغابات والتربة والمياه ؛
• غير قابل للتجديد - إذا تم استنفاد الموارد بالكامل ، وكقاعدة عامة ، لا يمكن تجديدها ؛
• قابلة للتبديل - حفريات يمكن استبدالها إذا لزم الأمر ، على سبيل المثال ، أنواع الوقود.
• لا يمكن الاستغناء عنه - تلك التي بدونها ستكون الحياة مستحيلة (الهواء).

تتطلب الموارد الطبيعية إدارة دقيقة واستخدامًا رشيدًا ، نظرًا لأن لمعظمها حدًا قابلاً للاستنفاد ، وإذا كانت قابلة للتجديد ، فحينئذٍ قريبًا.

تلعب المعادن دورًا مهمًا في حياة الإنسان. بدونهم ، لما كانت هناك اكتشافات تقنية وعلمية ، بل وحياة مألوفة بشكل عام. نتائج استخراجها ومعالجتها تحيط بنا في كل مكان: المباني والنقل والسلع المنزلية والأدوية.