مخزن أكبر مرجع عربي للمواضيع و المقالات

ابحث عن أي موضوع يهمك

بحث عن المعادن

بواسطة: نشر في: 22 يناير، 2024
مخزن

المعادن هي مواد صلبة غير عضوية، تشكلت في الطبيعة نتيجة بعض العمليات الجيولوجية، وتمتلك بناءً بلورياً وتركيباً كيميائياً خاصاً، وتعتبر مواداً صلبة متجانسة غير عضوية وتصنف المعادن حسب التركيب الكيميائي إلى معادن عنصرية،وكبريتيدات، وأكاسيد، وهاليدات وفوسفات وكربونات وكبريتات وسيلكات وفي هذا المقال عبر موقعكم مخزن سوف نقدم لكم بحثًا شاملًا عنها.

بحث عن المعادن

المعادن تعرف على أنها مواد غير عضوية تشكلت طبيعيًا في قشرة الأرض وفي غبار الغلاف الجوي، وتوجد أيضًا داخل الصخور التي تتأثر بعمليات جيولوجية مختلفة، يتم تشكيل هذه المعادن عادةً بفعل تأثير المياه الجوفية والسطحية وغالبًا ما تكون المعادن موجودة في الطبيعة على هيئة مواد خام، وتترابط هذه المعادن مع بعضها البعض ومع عناصر أخرى.

تصف المعادن من الناحية الكيميائية بأنها مواد تتمتع بخصائص عدة، منها قدرتها على توصيل الكهرباء واللمعان، ويمكن تمييز المعادن بسهولة استنادًا إلى موقعها في الجدول الدوري، ويمكن تصنيف المعادن استنادًا إلى خصائصها إلى معادن فلزية ومعادن غير فلزية وفيما يلي نوضحهما لكم.

المعادن الفلزية

تعتبر المعادن الفلزية هي العناصر التي تمتلك القدرة على خلق أيونات موجبة عبر فقدان الإلكترونات في عمليات التفاعل الكيميائي، استثناء الهيدروجين، وتتميز هذه المعادن بأنها تحمل شحنة كهربائية إيجابية وطاقة تأيين ضعيفة نسبياً، وتظهر هذه المعادن في الطبيعة بشكل صلب، باستثناء المادة الزئبق وتتميز المعادن الفلزية بخصائص بارزة مثل اللمعان، والقوام الصلب، وإمكانية رنينها، والموصلية العالية للحرارة والكهرباء، كما توجد الفلزات في قشرة الأرض، المياه، والغلاف الجوي، وتشمل الأمثلة عليها: الألومنيوم، والحديد، والكالسيوم، والصوديوم، والمغنيسيوم، والمنغنيز.

المعادن غير الفلزية

تعرف المعادن غير الفلزية، أو اللافلزية، بأنها العناصر التي تكتسب الإلكترونات أثناء التفاعل الكيميائي لتشكيل أيونات سالبة الشحنة و تتمتع هذه المعادن بشحنة كهربائية سالبة وطاقة تأيين عالية يمكن أن تكون حالتها الطبيعية في الطبيعة على شكل غازات أو سوائل أو صلبة، وتتميز بعدم وجود لمعان، وقوام هش وموصلية حرارية وكهربائية منخفضة باستثناء مادة الجرافيت.

تتواجد هذه المعادن في الطبيعة في الغازات، وأجسام الإنسان والنباتات ومن أمثلة هذه المعادن: الكربون، والكبريت، والأكسجين، والنيتروجين، كما إن المعادن تشكل موادًا غير عضوية في الطبيعة وتنقسم إلى فلزات ولافلزات استنادًا إلى اختلاف خصائصها مثل الموصلية الكهربائية، والحرارية، وشدة اللمعان، والصلابة وغيرها.

أهم خصائص المعادن

ينقسم خصائص المعادن إلى خصائص فيزيائية وكيميائية كما يلي:

الخصائص الفيزيائية للمعادن:

  • الحالة الفيزيائية: تعكس الحالة التي تتواجد فيها المعادن عند درجة حرارة الغرفة، حيث تكون الفلزات عادة في الحالة الصلبة باستثناء الزئبق الذي يكون في الحالة السائلة دائماً بينما تكون بعض المعادن اللافلزية في الحالة الغازية كالأكسجين أو الصلبة مثل الكربون، باستثناء البروم الذي يكون في الحالة السائلة.
  • اللمعان: قدرة المعادن على عكس الضوء بجودة عالية، حيث تتمتع الفلزات بلمعان وقدرة على الصقل مثل الذهب والفضة، بينما تكون اللافلزات غير لامعة وغير قادرة على عكس الضوء.
  • القابلية على التطويع: إمكانية المعادن على تحمل عمليات الطرق والسحق لتحويلها إلى صفائح رقيقة. على سبيل المثال، يمكن لقطعة صغيرة من معدن الذهب تحمل السحق لتكوين طبقة رقيقة تغطي مساحة كبيرة، بينما تكون المعادن اللافلزية غير قابلة لعمليات الطرق والسحب.
  • الليونة: قابلية المعادن للمطّ والسحب وتحويلها إلى أسلاك رفيعة. يمكن سحب كمية من الفضة، على سبيل المثال، لتحويلها إلى سلك طويل بطول يمكن أن يصل إلى 200 متر.
  • الصلابة: قوة المعادن للمقاومة ضد التأثير والتشويه جميع أنواع المعادن تتمتع بالصلابة باستثناء الصوديوم والبوتاسيوم التي يمكن تقطيعها بسهولة بسبب نعومتها.
  • التوصيل: المعادن الفلزية تكون موصلات جيدة للحرارة والكهرباء بسبب وجود الإلكترونات الحرة، في حين تكون موصلية الحرارة والكهرباء في اللافلزات ضعيفة.
  • الكثافة: جميع أنواع المعادن تتمتع بكثافة عالية، وهي ثقيلة جدًا يُعد الإيريديوم والأوزميوم من بين أعلى المعادن كثافة، بينما يُعد الليثيوم من أقل المعادن كثافة.
  • نقاط الانصهار والغليان: تتميز المعادن الفلزية بنقاط انصهار وغليان عالية، حيث يمتلك التنجستن أعلى نقطة انصهار وغليان بين المعادن، بينما تكون نقاط انصهار وغليان المعادن اللافلزية منخفضة مقارنة بالمعادن الفلزية.

الخصائص الكيميائية للمعادن

تتمتع المعادن الفلزية بعدة خصائص كيميائية، وسنسلط الضوء فيما يلي على أبرزها:

  • التفاعل مع الماء: تظهر المعادن ذات الشدة العالية في التفاعل قدرتها على التفاعل مع الماء وإنتاج الحرارة على سبيل المثال، يعتبر تفاعل الصوديوم مع الماء من التفاعلات القوية التي تولد كميات كبيرة من الحرارة.
  • التفاعل مع الأحماض: ينتج تفاعل المعادن مع الأحماض عناصر جديدة بالإضافة إلى غاز الهيدروجين. على سبيل المثال، يتكون كلوريد الزنك وغاز الهيدروجين عند تفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك.
  • التفاعل مع القواعد: يتفاعل بعض أنواع المعادن مع القواعد لتكوين أملاح معدنية وغاز الهيدروجين. على سبيل المثال، ينتج تفاعل الزنك مع هيدروكسيد الصوديوم عن ملح زنك الصوديوم وغاز الهيدروجين.
  • التفاعل مع الأكسجين: ينتج عن احتراق المعادن الفلزية بوجود الأكسجين أكاسيد معدنية، وهي عناصر أساسية في الطبيعة على سبيل المثال، يتكون أكسيد المغنيسيوم عند احتراق شريط المغنيسيوم بوجود الأكسجين.
  • التفاعل مع المحاليل الملحية: يحدث تفاعل المعادن مع المحاليل الملحية عند وضع معدن شديد التفاعل مع معدن آخر أقل تفاعلًا ينتج هذا التفاعل عن إزاحة المعدن الأقل تفاعلًا للمعدن الأكثر تفاعلًا على سبيل المثال، ينتج تفاعل الزنك مع محلول كبريتات النحاس عن محلول كبريتات الزنك والنحاس الصلب.
  • الكهروسلبية: تشير الكهروسلبية إلى أن المعادن الفلزية تسعى للحصول على طاقات تأين منخفضة، حيث تميل إلى فقد الإلكترونات أثناء التفاعلات الكيميائية بينما تسعى المعادن اللافلزية إلى اكتساب الإلكترونات أو مشاركتها مع ذرات أخرى.
  • الروابط الأيونية: ترتبط المعادن فيما بينها وبين المعادن اللافلزية من خلال الروابط الأيونية، وهي إحدى أقوى الروابط الكيميائية، مما يجعل فصل ذرات المعدن صعبًا بسبب الترابط الداخلي القوي.

استخدامات المعادن

تظهر المعادن في عدة مجالات، وفيما يلي أبرز استخداماتها:

  1. صناعة البناء: تستخدم سبائك المعادن الصلبة في مواد البناء الإنشائية نظرًا لقوتها ومرونتها يعتبر النحاس مثالًا على المعدن المستخدم في أجزاء التصميم المعماري، مثل الأسطح والمزاريب، بسبب قوته التحمل وليونته.
  2. صناعة الإلكترونيات: تلعب المعادن دورًا هامًا في تصنيع الإلكترونيات كونها موصلات جيدة للحرارة والكهرباء. يُستخدم النحاس، على سبيل المثال، في صناعة الأسلاك الكهربائية، ويشارك الذهب في تصنيع تقنيات الكمبيوتر.
  3. صناعة وسائل النقل: يستخدم معدن الألمنيوم في تصنيع الطائرات، والسيارات، والسفن، والقطارات، نظرًا لمزاياه مثل المقاومة العالية وخفة الوزن.
  4. صناعة المواد الغذائية: يستخدم الفولاذ في عمليات حفظ الأطعمة نظرًا لمقاومته للصدأ وخاصية الخمول، مع القدرة على تحمل التسخين والتجميد، بالإضافة إلى مقاومته للأحماض الموجودة في الأطعمة.

خاتمة بحث عن المعادن

في ختام بحثنا عن المعادن نستطيع أن نقول أن المعادن هي مواد مهمة للغاية في حياتنا، فهي تستخدم في العديد من التطبيقات المختلفة، من البناء والتصنيع إلى الطب والمجوهرات كما تتمتع المعادن بمجموعة متنوعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تجعلها مفيدة للعديد من الاستخدمات المختلفة في جوانب لا غنى عنها في حياتنا اليومية.

بحث عن المعادن

جديد المواضيع