Logam ialah sekumpulan unsur yang mempunyai sifat unik seperti kekonduksian elektrik, pemindahan haba yang tinggi, pekali rintangan positif, ciri kilauan dan kemuluran relatif. Bahan jenis ini mudah dari segi sebatian kimia.
Pengkelasan mengikut kumpulan
Logam adalah antara bahan yang paling biasa digunakan oleh manusia sepanjang sejarahnya. Kebanyakannya terletak di lapisan tengah kerak bumi, tetapi ada juga yang tersembunyi jauh di dalam mendapan gunung.
Pada masa ini, logam menduduki sebahagian besar jadual berkala (94 daripada 118 unsur). Daripada kumpulan yang diiktiraf secara rasmi, perlu diperhatikan kumpulan berikut:
1. Beralkali (lithium, kalium, natrium, fransium, sesium, rubidium). Apabila bersentuhan dengan air, ia membentuk hidroksida.
2. Tanah alkali (kalsium, barium, strontium, radium). Berbeza dalam ketumpatan dan kekerasan.
3. Cahaya (aluminium, plumbum, zink, galium, kadmium, timah, merkuri). Selalunya digunakan dalam aloi kerana ketumpatan rendah.
4. peralihan (uranium,emas, titanium, tembaga, perak, nikel, besi, kob alt, platinum, paladium, dll.). Mereka mempunyai keadaan pengoksidaan berubah-ubah.
5. Semilogam (germanium, silikon, antimoni, boron, polonium, dll.). Mereka mempunyai kekisi kovalen kristal dalam strukturnya.
6. Aktinida (americium, torium, aktinium, berkelium, kurium, fermium, dll.).
7. Lantanida (gadolinium, samarium, cerium, neodymium, lutetium, lanthanum, erbium, dsb.).
Perlu diperhatikan bahawa terdapat logam dalam kerak bumi dan yang tidak ditakrifkan dalam kumpulan. Ini termasuk magnesium dan berilium.
Sebatian asli
Secara semula jadi, terdapat kelas pengekodan kimia kristal yang berasingan. Unsur-unsur ini termasuk logam asli. Ini adalah mineral yang tidak berkaitan antara satu sama lain. Selalunya, logam asli dalam alam semula jadi terbentuk hasil daripada proses geologi.
45 bahan diketahui dalam keadaan hablur dalam kerak bumi. Kebanyakannya adalah sangat jarang berlaku, oleh itu kosnya tinggi. Bahagian elemen tersebut hanya 0.1%. Perlu diingatkan bahawa mencari logam ini juga merupakan proses yang susah payah dan mahal. Ia berdasarkan penggunaan atom dengan petala dan elektron yang stabil.
Logam asli juga dipanggil mulia. Mereka dicirikan oleh inersia kimia dan kestabilan sebatian. Ini termasuk emas, paladium, platinum, iridium, perak, rutenium, dsb. Tembaga paling kerap ditemui di alam semula jadi. Besi di negeri asal terdapat terutamanya dalam deposit gunung dalam bentuk meteorit. paling banyakunsur jarang dalam kumpulan itu ialah plumbum, kromium, zink, indium dan kadmium.
Ciri Asas
Hampir semua logam dalam keadaan biasa adalah keras dan tahan. Pengecualian ialah fransium dan merkuri, logam alkali. Suhu lebur untuk semua unsur kumpulan adalah berbeza. Julatnya berkisar antara -39 hingga +3410 darjah Celsius. Tungsten dianggap paling tahan lebur. Sebatiannya kehilangan rintangannya hanya pada suhu melebihi +3400 C. Plumbum dan timah harus dibezakan daripada logam yang mudah cair.
Selain itu, unsur dibahagikan mengikut ketumpatan (ringan dan berat) dan keplastikan (keras dan lembut). Semua sebatian logam menghantar elektrik dengan sangat baik. Sifat ini disebabkan oleh kehadiran kekisi kristal dengan elektron aktif. Tembaga, perak dan aluminium mempunyai kekonduksian maksimum, natrium mempunyai kekonduksian yang sedikit lebih rendah. Perlu diperhatikan sifat haba logam yang tinggi. Perak dianggap sebagai konduktor haba terbaik, merkuri adalah yang paling teruk.
Logam dalam persekitaran
Lazimnya, unsur-unsur ini boleh didapati dalam bentuk sebatian dan bijih. Logam dalam alam membentuk sulfit, oksida, karbonat. Untuk membersihkan sebatian, pertama sekali perlu mengasingkannya daripada komposisi bijih. Langkah seterusnya ialah pengaloian dan pemprosesan akhir.
Dalam metalurgi industri, bijih ferus dan bukan ferus dibezakan. Yang pertama dibina berdasarkan sebatian besi, yang terakhir pada logam lain. Platinum, emas dan perak dianggap sebagai logam berharga. Kebanyakannya berada di dalam kerak bumi. Namun begitupada tahap yang lebih rendah, air laut juga menyumbang sebahagian kecil.
Terdapat unsur mulia walaupun dalam organisma hidup. Seseorang mengandungi kira-kira 3% sebatian logam. Untuk sebahagian besar, badan mengandungi natrium dan kalsium, yang bertindak sebagai elektrolit antara sel. Magnesium diperlukan untuk fungsi normal sistem saraf pusat dan jisim otot, zat besi baik untuk darah, tembaga baik untuk hati.
Mencari sebatian logam
Kebanyakan unsur terletak di bawah lapisan atas tanah di mana-mana. Logam yang paling biasa dalam kerak bumi ialah aluminium. Peratusannya berbeza dalam 8.2%. Mencari logam yang paling biasa dalam kerak bumi tidaklah sukar, kerana ia berlaku dalam bentuk bijih.
Besi dan kalsium adalah kurang biasa dalam alam semula jadi. Peratusan mereka ialah 4.1%. Seterusnya datang magnesium dan natrium - 2.3% setiap satu, kalium - 2.1%. Baki logam dalam alam semula jadi menduduki tidak lebih daripada 0.6%. Perlu diperhatikan bahawa magnesium dan natrium boleh dilombong sama rata di dalam tanah dan di dalam air laut.
Unsur logam dalam alam semula jadi ditemui dalam bentuk bijih atau dalam keadaan asli, seperti tembaga atau emas. Terdapat bahan yang perlu diperoleh daripada oksida dan sulfida, contohnya, hematit, kaolin, magnetit, galena, dll.
Pengeluaran logam
Prosedur untuk mengekstrak unsur turun kepada mengekstrak mineral. Mencari logam dalam alam semula jadi dalam bentuk bijih adalah proses yang paling mudah dan paling biasa dalam industri am. Untuk carianmendapan kristal, peralatan geologi khas digunakan untuk menganalisis komposisi bahan dalam sebidang tanah tertentu. Lebih jarang, kehadiran logam dalam alam semula jadi dikurangkan kepada kaedah lubang terbuka cetek bawah tanah.
Selepas melombong, peringkat pengayaan bermula, apabila pekat bijih diasingkan daripada mineral asal. Pembasahan, arus elektrik, tindak balas kimia, rawatan haba digunakan untuk membezakan unsur. Selalunya, pembebasan bijih logam berlaku akibat pencairan, iaitu, pemanasan dengan pemulihan.
Perlombongan aluminium
Metalurgi bukan ferus terlibat dalam proses ini. Dari segi penggunaan dan pengeluaran, ia adalah peneraju di kalangan cabang industri berat yang lain. Logam yang paling biasa dalam kerak bumi sangat diperlukan di dunia moden. Dari segi pengeluaran, aluminium adalah yang kedua selepas keluli.
Paling penting, elemen ini digunakan dalam industri penerbangan, automotif dan elektrik. Perlu diperhatikan bahawa logam yang paling biasa dalam kerak bumi juga boleh diperolehi dengan cara "buatan". Untuk tindak balas kimia sedemikian, bauksit diperlukan. Mereka membentuk alumina. Dengan menggabungkan bahan ini dengan elektrod karbon dan garam fluorida di bawah tindakan arus elektrik, anda boleh mendapatkan bijih aluminium yang paling tulen.
China ialah negara terkemuka dalam kalangan pengeluar komponen ini. Sehingga 18.5 juta tan logam dilebur di sana setiap tahun. Persatuan Rusia-Swiss UC RUSAL ialah peneraju dalam penarafan perlombongan aluminium yang serupa.
Penggunaan logam
Semua elemen kumpulan adalah tahan lama, tidak telap dan agak tahan terhadap suhu. Itulah sebabnya logam begitu biasa dalam kehidupan seharian. Hari ini ia digunakan untuk membuat wayar elektrik, perintang, peralatan dan barangan rumah.
Logam ialah bahan binaan dan alat yang sesuai. Dalam pembinaan, aloi tulen dan gabungan digunakan. Dalam kejuruteraan dan penerbangan, sambungan utama ialah keluli dan ikatan yang lebih keras.
