L'aluminium est le métal le plus répandu dans la croûte terrestre. Quel métal est le plus abondant dans la croûte terrestre ? Le métal le plus répandu dans la croûte terrestre est

Malgré le fait que les métaux prédominent parmi les éléments chimiques, leur contenu naturel est inférieur à celui des non-métaux. La teneur de tous les métaux dans la croûte terrestre est d'environ 25 % en poids. %, tandis que la part des non-métaux, ne constituant que 1/4 de tous les éléments, atteint 75 %. Cependant, il convient de noter qu'une part aussi importante est assurée par presque seulement deux non-métaux : O (47,2 %) et Si (27,6 %).

Les métaux les plus courants dans la nature sontAl (8,1%), Fe (5,1 %),etCalifornie, Mg, N / A, K. (le % total de métaux du bloc S est de 11).

Sur les 86 métaux, seuls six ont une teneur dans la croûte terrestre supérieure à 1 %.

Dans la croûte terrestre, la grande majorité des métaux sont sous forme oxydée.

Les métaux se trouvent dans la nature sous forme de composés contenant plus d'éléments électronégatifs : oxygène, soufre, halogènes, ainsi que sous forme de carbonates, phosphates, sulfates, etc. De nombreux métaux se trouvent dans la croûte terrestre sous forme de divers silicates. et les aluminosilicates, complexes en composition et en structure. Les minéraux les plus courants sont les aluminosilicates et les silicates de composition et de structure les plus diverses. Ces minéraux sont toujours présents dans tous les minerais métalliques. En plus des aluminosilicates, les oxydes et les carbonates sont assez courants dans la nature.
Les sulfures naturels sont utilisés pour produire de nombreux métaux lourds non ferreux importants : Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Cd, Mo.

Les halogénures naturels sont utilisés pour obtenir Na, K, Mg.

De plus, il existe d'autres types de minéraux dans la nature : sulfates, phosphates ; tungstates : wolframite - (Fe,Mn)WO 4 , scheelite - CaWO 4 ; chromates - crocoïte - PbCrO 4, vanadinite - Pb 3 (VO 4)Cl 3, etc.

Les métaux de faible activité chimique (Cu, Ag, Au, Pt, Hg) se trouvent sous forme libre ou sous forme d'inclusions dans les roches. La plupart des métaux sont présents dans la nature sous forme de minerais et de composés. Ils forment des oxydes, des sulfures, des carbonates et d'autres produits chimiques. Pour obtenir des métaux purs et leur utilisation ultérieure, il est nécessaire de les isoler des minerais et de procéder à une purification. Si nécessaire, un alliage et d'autres traitements des métaux sont effectués. Ceci est étudié par la science métallurgique, qui distingue les minerais ferreux (à base de fer) des minerais non ferreux (ils ne contiennent pas de fer, il y a environ 70 éléments au total). Une exception peut être appelée environ 16 éléments : ce qu'on appelle. les métaux nobles (or, argent, etc.) et quelques autres (par exemple mercure, cuivre), présents sans impuretés.

De plus, ils sont présents en faible quantité dans l'eau de mer (1,05%, -- 0,12%), les plantes et les organismes vivants (jouant un rôle important).

Les métaux présents dans la nature sont :

• - à l'état natif : argent, or, platine, cuivre, parfois mercure ;
• - sous forme d'oxydes : magnétite Fe 3 O 4, hématite Fe 2 O 3, etc.
• - sous forme d'oxydes mixtes : kaolin Al 2 O 3 * 2SiO 2 * 2H 2 O, alunite (Na,K) 2 O * AlO 3 * 2SiO 2, etc.
• -- sels divers :

sulfures : galène PbS, cinabre HgS,

chlorures : sylvite KS1, halite NaCl, sylvinite KSl* NaCl, carnallite KSl * MgCl 2 * 6H 2 O,

sulfates : barytine BaSO 4, anhydride Ca 8 O 4

phosphates : apatite Ca 3 (PO 4) 2,

carbonates : craie, marbre CaCO 3, magnésite MgCO 3.

Ainsi, la majeure partie de l’aluminium est concentrée dans les aluminosilicates, parmi lesquels les feldspaths sont les plus courants. Leurs principaux représentants sont les minéraux orthose K, albite Na et anorite Ca. Les minéraux du groupe mica sont très courants, par exemple la muscovite Kal 2 2, le minéral néphéline (Na, K) 2 est d'une grande utilité pratique (utilisé pour produire de l'alumine, des produits à base de soude et du ciment). Parmi les autres minéraux, la bauxite Al 2 O 3 *nH 2 O et la cryolite Na 3 AlF 6 sont les plus largement utilisées dans la pratique. Un produit courant de la destruction des roches est le kaolin, qui se compose principalement de kaolinite minérale argileuse Al 2 O 3 *2SiO 2 *2H 2 O.

La majeure partie du calcium se présente naturellement sous forme de dépôts de calcaire et de craie, constitués principalement de calcite minérale CaCO 3 , ainsi que de marbre. Parmi les autres roches, les plus courantes sont la dolomite CaCO 3 *MgCO 3 , l'anhydrite CaSO 4 et le gypse CaSO 4 *2H 2 O, la fluorite CaF 2 et l'apatite 3Ca 3 (PO 4) 2 *Ca(F, Cl) 2. Le calcium se trouve en quantité considérable dans divers silicates, par exemple CfO*3MgO*4SiO 2 (amiante), et les aluminosilicates.

Le magnésium est courant dans la nature sous forme de magnésite MgCO 3 et de dolomite, de silicate Mg 2 SiO 4 (olivine), de kainite KCl * MgSO 4 * 3H 2 O et de carnallite KCl * MgCl 2 * 6H 2 O. Les composés naturels de métaux alcalins sont sylvinite NaCl * KCl , halite NaCl, mirabilite Na 2 SO 4 *10H 2 O.

Le fer est le métal le plus répandu sur la planète après l’aluminium. Il fait partie de nombreux minéraux qui forment des accumulations de minerais de fer : hématite Fe 2 O 3, magnétite Fe 3 O 4, hydrogoethite HFeO 2 *nH 2 O, sidérite FeCO 3, etc.

On trouve également occasionnellement du fer natif d’origine météorique ou terrestre.

De nombreux métaux accompagnent souvent les principaux minéraux naturels : le scandium est inclus dans les minerais d'étain et de tungstène, le cadmium comme impureté dans les minerais de zinc, le niobium et le tantale dans les minerais d'étain. Les minerais de fer sont toujours accompagnés de manganèse, de nickel, de cobalt, de molybdène, de titane, de germanium et de vanadium.

La grande majorité (93 sur 117) des éléments chimiques actuellement connus sont des métaux.
Les atomes de divers métaux ont beaucoup de points communs dans leur structure, et les substances simples et complexes qu'ils forment ont des propriétés (physiques et chimiques) similaires.

Position dans le tableau périodique et structure des atomes métalliques.

Dans le tableau périodique, les métaux sont situés à gauche et en dessous de la ligne brisée conventionnelle allant du bore à l'astatine (voir tableau ci-dessous). Presque tous les éléments s (à l'exception de H, He) sont des métaux, dont environ la moitié R.-éléments, tous d- Et F-éléments ( lanthanides Et actinides).

La plupart des atomes métalliques ont un petit nombre (jusqu'à 3) d'électrons dans leur niveau d'énergie externe ; seuls certains atomes d'éléments p (Sn, Pb, Bi, Po) en ont plus (de quatre à six). Les électrons de valence des atomes métalliques sont faiblement (par rapport aux atomes non métalliques) liés au noyau. Par conséquent, les atomes métalliques cèdent relativement facilement ces électrons à d'autres atomes, agissant dans les réactions chimiques uniquement comme agents réducteurs et se transformant en cations chargés positivement :

Moi - ne – = Moi n+.

Contrairement aux non-métaux, les atomes métalliques sont caractérisés uniquement par des états d'oxydation positifs de +1 à +8.

La facilité avec laquelle les atomes métalliques cèdent leurs électrons de valence à d’autres atomes caractérise l’activité réductrice de ce métal. Plus un atome métallique cède facilement ses électrons, plus son agent réducteur est puissant. Si nous rangeons les métaux dans l'ordre décroissant de leur pouvoir réducteur dans les solutions aqueuses, nous obtenons ce que nous connaissons série de déplacement de métaux, également appelée série de tensions électrochimiques (ou activité à proximité) métaux (voir tableau ci-dessous).

Prévalence mmétaux dans la nature.

Les trois métaux les plus courants dans la croûte terrestre (c'est-à-dire la couche superficielle de notre planète, d'une épaisseur d'environ 16 km) sont l'aluminium, le fer et le calcium. Le sodium, le potassium et le magnésium sont moins courants. Le tableau ci-dessous montre les fractions massiques de certains métaux présents dans la croûte terrestre.

fer et calcium. Le sodium, le potassium et le magnésium sont moins courants. Le tableau ci-dessous montre les fractions massiques de certains métaux présents dans la croûte terrestre.

Présence de métaux dans la croûte terrestre

Les éléments dont la fraction massique dans la croûte terrestre est inférieure à 0,01 % sont appelés rare. Les métaux rares comprennent par exemple tous les lanthanides. Si un élément n’est pas capable de se concentrer dans la croûte terrestre, c’est-à-dire s’il ne forme pas ses propres minerais, mais se trouve sous forme d’impureté avec d’autres éléments, il est alors classé comme distraitéléments. Par exemple, les métaux suivants sont dispersés : Sc, Ga, In, Tl, Hf.

Dans les années 40 du XXe siècle. Les scientifiques allemands Walter et Ida Nolla ont exprimé cette idée. que chaque pavé du trottoir contient tous les éléments chimiques du tableau périodique. Dans un premier temps, ces propos n’ont pas fait l’unanimité auprès de leurs collègues. Cependant, à mesure que des méthodes d'analyse de plus en plus précises apparaissent, les scientifiques sont de plus en plus convaincus de la véracité de ces propos.

Puisque tous les organismes vivants sont en contact étroit avec l’environnement, chacun d’eux doit contenir, sinon la totalité, la plupart des éléments chimiques du tableau périodique. Par exemple, dans le corps humain adulte, la fraction massique de substances inorganiques est de 6 %. Parmi les métaux, ces composés contiennent du Mg, Ca, Na, K. De nombreuses enzymes et autres composés organiques biologiquement actifs dans notre corps contiennent du V, Mn, Fe, Cu, Zn, Co, Ni, Mo, Cr et quelques autres métaux.

Le corps adulte contient en moyenne environ 140 g d’ions potassium et environ 100 g d’ions sodium. Avec l'alimentation, nous consommons quotidiennement de 1,5 g à 7 g d'ions potassium et de 2 g à 15 g d'ions sodium. Le besoin en ions sodium est si grand qu'ils doivent être spécialement ajoutés aux aliments. Une perte importante d'ions sodium (sous forme de NaCl dans l'urine et la sueur) nuit à la santé humaine. Par conséquent, par temps chaud, les médecins recommandent de boire de l'eau minérale. Cependant, une teneur excessive en sel dans les aliments affecte négativement le fonctionnement de nos organes internes (principalement le cœur et les reins).

Les métaux les plus couramment trouvés dans la nature sont largement utilisés par les humains ; leur rôle dans nos vies est inestimable. Il est difficile d’imaginer une production ou une vie sans aluminium, fer ou magnésium.

Quels métaux sont les plus courants ?

Ces métaux communs sont des composants de nombreux minéraux. On sait qu'en Russie, le fer, le chrome et le manganèse occupent la deuxième position en termes de volume de production après les ressources en carburant et en énergie. On sait que les ressources en fer dans le monde sont pratiquement illimitées, mais de nombreux pays importent du minerai de fer, cela s'applique également à la Russie.

L'aluminium est largement répandu dans la terre. Au niveau mondial, sa production atteint vingt millions de tonnes, utilisant principalement de la bauxite. On sait que la Russie se classe au neuvième rang en termes de réserves de bauxite, bien qu'elle occupe la deuxième place dans la production de métaux primaires.

De quels métaux sont fabriqués les plus courants ?

Le manganèse est utilisé dans la métallurgie et l'industrie, et sa capacité à former des alliages avec presque tous les métaux connus est utilisée. Plusieurs qualités d'acier au manganèse et de nombreux alliages sans fer ont été produits. L'alliage de manganèse et de cuivre se démarque particulièrement. Le manganèse est souvent ajouté à l'acier pour augmenter sa résistance. Le manganèse est utilisé pour purifier les métaux du soufre.

L'aluminium, grâce à la combinaison unique de ses propriétés, est utilisé dans presque tous les domaines technologiques, notamment sous forme d'alliages. En électronique, il remplace avec succès le cuivre dans la production de conducteurs massifs. Lors de la production de redresseurs et de condensateurs électriques, il est impossible de se passer de l'aluminium ultra-pur. Il est également utilisé pour la fabrication de réflecteurs miroirs.

Il y a une vingtaine d'années, il était rare de voir des cadres de fenêtres ou des éléments de construction en aluminium. De nos jours, les banderoles publicitaires, les pavillons, les cloisons, les cadres de piliers, etc. sont fabriqués à partir de profilés en aluminium. La popularité de ce métal s'explique par ses propriétés étonnantes - résistance à la corrosion, durabilité et résistance. Le métal ne contient aucun élément nocif, ce qui indique la haute pureté environnementale du métal.

Comme vous le savez, l'alliage de magnésium a une propriété unique : il ne fond pas à des températures ultra-élevées. C'est pourquoi un tel alliage est une véritable trouvaille pour la fabrication de pièces de moteurs et d'avions fonctionnant à des températures extrêmement élevées. Les fusées spatiales ne peuvent pas non plus se passer des alliages de magnésium.

Le rôle du titane dans la technologie est important. Six fois plus résistant que l’aluminium, il est deux fois plus lourd. Une autre de ses propriétés utiles est son caractère réfractaire : il fond à une température de 1668 degrés, ce qui dépasse le point de fusion de l'acier. La vitesse des avions construits à partir d’alliages de titane était trois fois supérieure à la vitesse du son. En raison du frottement de leur peau contre l'atmosphère, des températures considérables se forment, mais le caractère réfractaire du titane empêche la peau de fondre. La résistance chimique du titane est unique. Il est connu que les équipements chimiques en alliages de titane peuvent être utilisés beaucoup plus longtemps que les équipements similaires en acier inoxydable.

Le métal le plus répandu sur terre

L'aluminium combine toute une gamme de propriétés précieuses - haute ductilité et conductivité thermique, faible densité et conductivité électrique, en plus - résistance à la corrosion. Grâce à cela, il peut être forgé, roulé, estampé et étiré.

Son alliage le plus courant est le duralumin. Il sert de base à la fabrication des ailes et des fuselages des avions. On sait que la coque du premier satellite artificiel de la Terre était constituée d'alliages d'aluminium. Il est utilisé dans la construction et l'industrie. Le métal volant est utilisé pour fabriquer des pièces de diverses machines, des équipements utilisés pour produire diverses substances organiques et acides, des cadres de fenêtres et des revêtements extérieurs d'immeubles de grande hauteur, des bateaux à rames et à moteur, des meubles, de la vaisselle, etc.

En France, il existe un paquebot en aluminium de trois cents mètres. Non seulement la coque est en aluminium, mais aussi les cloisons, les parties internes, les parois de la cabine et même tout le mobilier.

Eh bien, les métaux les plus chers au monde ne sont pas inclus dans la liste des plus courants... Vous pouvez également en savoir plus sur les métaux les plus chers sur notre site Web.
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Les métaux sont un groupe d'éléments qui possèdent des propriétés uniques telles que la conductivité électrique, un transfert thermique élevé, un coefficient de résistance positif, un éclat caractéristique et une ductilité relative. Ce type de substance est simple en composés chimiques.

Classement par groupes

Les métaux font partie des matériaux les plus couramment utilisés par l’humanité à travers l’histoire. La plupart d'entre eux sont situés dans les couches moyennes de la croûte terrestre, mais il y en a aussi qui sont cachés au plus profond des dépôts montagneux.

À l'heure actuelle, les métaux occupent la majeure partie du tableau périodique (94 éléments sur 118). Parmi les groupes officiellement reconnus, il convient de noter les groupes suivants :

1. Alcalin(lithium, potassium, sodium, francium, césium, rubidium). Au contact de l'eau, ils forment des hydroxydes.

2. Terre alcaline(calcium, baryum, strontium, radium). Ils diffèrent par leur densité et leur dureté.

3. Poumons(aluminium, plomb, zinc, gallium, cadmium, étain, mercure). En raison de leur faible densité, ils sont souvent utilisés dans les alliages.

4. De transition(uranium, or, titane, cuivre, argent, nickel, fer, cobalt, platine, palladium, etc.). Ils ont des états d'oxydation variables.

5. Semi-métaux(germanium, silicium, antimoine, bore, polonium, etc.). Ils ont un réseau cristallin covalent dans leur structure.

6. Actinoïdes(américium, thorium, actinium, berkelium, curium, fermium, etc.).

7. Lanthanides(gadolinium, samarium, cérium, néodyme, lutécium, lanthane, erbium, etc.).

Il convient de noter qu’il existe des métaux dans la croûte terrestre qui ne sont pas définis en groupes. Ceux-ci incluent le magnésium et le béryllium.

Composés natifs

Dans la nature, il existe une classe distincte de codification chimique cristalline. Ces éléments comprennent des minéraux natifs dont la composition n’est pas liée les unes aux autres. Le plus souvent, les métaux natifs dans la nature se forment à la suite de processus géologiques.

45 substances sont connues à l'état cristallin dans la croûte terrestre. La plupart d’entre eux sont extrêmement rares dans la nature, d’où leur coût élevé. La part de ces éléments n'est que de 0,1%. Il convient de noter que la recherche de ces métaux est également un processus coûteux et fastidieux. Il est basé sur l’utilisation d’atomes dotés de coquilles et d’électrons stables.

Les métaux natifs sont également appelés métaux nobles. Ils se caractérisent par l'inertie chimique et la stabilité des composés. Il s'agit notamment de l'or, du palladium, du platine, de l'iridium, de l'argent, du ruthénium, etc. Le cuivre se trouve le plus souvent dans la nature. Le fer à l’état natif est présent principalement dans les gisements montagneux sous forme de météorites. Les éléments les plus rares du groupe sont le plomb, le chrome, le zinc, l'indium et le cadmium.

Propriétés de base

Presque tous les métaux, dans des conditions normales, sont durs et résistants. L'exception est le francium et le mercure, qui sont alcalins pour tous les éléments du groupe. Sa plage va de -39 à +3410 degrés Celsius. Le tungstène est considéré comme le plus résistant à la fusion. Ses composés ne perdent leur stabilité qu'à +3400 C. Parmi les métaux facilement fondants, il faut distinguer le plomb et l'étain.

Les éléments sont également divisés selon leur densité (légère et lourde) et leur plasticité (dure et molle). Tous les composés métalliques sont d’excellents conducteurs de courant. Cette propriété est déterminée par la présence de réseaux cristallins contenant des électrons actifs. Le cuivre, l'argent et l'aluminium ont la conductivité maximale, le sodium a une conductivité légèrement inférieure. Il convient de noter les propriétés thermiques élevées des métaux. L'argent est considéré comme le meilleur conducteur de chaleur, le mercure comme le pire.

Métaux dans l'environnement

Le plus souvent, ces éléments se trouvent dans les minerais. Les métaux forment naturellement des sulfites, des oxydes et des carbonates. Pour purifier les composés, il faut d’abord les isoler du minerai. La prochaine étape est l'alliage et la finition.

En métallurgie industrielle, on distingue les minerais ferreux et non ferreux. Les premiers sont construits à base de composés de fer, les seconds à base d'autres métaux. Les métaux précieux sont le platine, l'or et l'argent. La plupart d’entre eux sont situés dans la croûte terrestre. Toutefois, une petite part provient également de l’eau de mer.

Il existe des éléments nobles même dans les organismes vivants. Les humains contiennent environ 3 % de composés métalliques. Dans une large mesure, le corps contient du sodium et du calcium, qui agissent comme un électrolyte intercellulaire. Le magnésium est nécessaire au fonctionnement normal du système nerveux central et de la masse musculaire, le fer est bon pour le sang, le cuivre est bon pour le foie.

Trouver des composés métalliques

La plupart des éléments se trouvent partout sous la couche supérieure du sol. Le métal le plus répandu dans la croûte terrestre est l'aluminium. Son pourcentage varie dans les 8,2%. Il est facile de trouver le métal le plus répandu dans la croûte terrestre, car il se présente sous forme de minerais.

Le fer et le calcium sont un peu moins présents dans la nature. Leur pourcentage est de 4,1%. Viennent ensuite le magnésium et le sodium - 2,3 % chacun, le potassium - 2,1 %. Les métaux restants dans la nature n'en occupent pas plus de 0,6 %. Il est à noter que le magnésium et le sodium peuvent être obtenus aussi bien dans l’eau terrestre que dans l’eau de mer.

Les éléments métalliques se présentent dans la nature sous forme de minerais ou à l’état natif, comme le cuivre ou l’or. Il existe des substances qui doivent être obtenues à partir d'oxydes et de sulfures, par exemple l'hématite, le kaolin, la magnétite, la galène, etc.

Production de métaux

La procédure d'extraction des éléments se résume à l'extraction des minéraux. La découverte de métaux dans la nature sous forme de minerais est le processus le plus simple et le plus courant dans une vaste industrie. Pour rechercher des gisements cristallins, un équipement géologique spécial est utilisé pour analyser la composition des substances sur un terrain spécifique. Moins souvent, la découverte de métaux dans la nature se résume à la banale méthode souterraine à ciel ouvert.

Après l'exploitation minière, l'étape d'enrichissement commence, lorsque le concentré de minerai est séparé du minéral d'origine. Pour distinguer les éléments, le mouillage, le courant électrique, les réactions chimiques et le traitement thermique sont utilisés. Le plus souvent, la libération de minerai métallique résulte d'une fusion, c'est-à-dire d'un chauffage avec réduction.

Extraction d'aluminium

Ce processus est réalisé par la métallurgie des non-ferreux. En termes d'échelle de consommation et de production, elle est leader parmi les autres industries lourdes. Le métal le plus répandu dans la croûte terrestre est très demandé dans le monde moderne. En termes de volume de production, l'aluminium est juste derrière l'acier.

Cet élément est le plus utilisé dans les industries aéronautique, automobile et électrique. Il est à noter que le métal le plus répandu dans la croûte terrestre peut également être obtenu « artificiellement ». Une telle réaction chimique nécessiterait de la bauxite. De l'alumine en est formée. En combinant cette substance avec des électrodes de carbone et du sel fluorure sous l'influence du courant électrique, vous pouvez obtenir le plus pur

Le principal pays producteur de ce composant est la Chine. Jusqu'à 18,5 millions de tonnes de métal y sont fondues chaque année. L'entreprise leader dans un classement similaire pour la production d'aluminium est l'association russo-suisse UC RUSAL.

Application de métaux

Tous les éléments du groupe sont durables, impénétrables et relativement résistants à la température. C'est pourquoi les métaux sont si courants dans la vie quotidienne. Aujourd’hui, ils sont utilisés pour fabriquer des fils électriques, des résistances, des équipements et des articles ménagers.

Les métaux sont des matériaux structurels idéaux et des alliages purs et combinés sont utilisés dans la construction. Dans la construction mécanique et l'aviation, les principales connexions sont l'acier et les liaisons plus dures.