알루미늄은 지각에서 가장 흔한 금속입니다. 지각에 가장 풍부한 금속은 무엇입니까? 지각에서 가장 흔한 금속은 다음과 같습니다.

금속이 화학 원소 중에서 우세하다는 사실에도 불구하고 자연의 함량은 비금속보다 열등합니다. 지각의 모든 금속 함량은 약 25wt입니다. %, 모든 원소의 1/4만을 구성하는 비금속의 비율은 75%에 이릅니다. 그러나 이러한 큰 비중은 거의 두 가지 비금속, 즉 O(47.2%)와 Si(27.6%)에 의해서만 제공된다는 점에 유의해야 합니다.

자연에서 가장 흔한 금속은 다음과 같습니다.알 (8,1%), 철 (5,1 %),그리고칼슘, 마그네슘, 나, 케이. (s-블록 금속의 총 %는 11입니다).

86개의 금속 중 6개만이 지각에 1%를 초과하는 함량을 가지고 있습니다.

지각에서는 대부분의 금속이 산화된 형태로 존재합니다..

금속은 산소, 황, 할로겐뿐만 아니라 탄산염, 인산염, 황산염 등의 형태로 전기 음성도가 더 높은 화합물의 형태로 자연에서 발견됩니다. 많은 금속은 지각에서 다양한 규산염 형태로 발견됩니다. 및 구성과 구조가 복잡한 알루미노실리케이트. 가장 흔한 광물은 구성과 구조가 가장 다양한 알루미노규산염과 규산염입니다. 이러한 광물은 모든 금속 광석에 항상 존재합니다. 알루미노규산염 외에도 산화물과 탄산염은 자연계에서 매우 흔합니다.
천연 황화물은 Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Cd, Mo 등 중요한 중비철금속을 생산하는 데 사용됩니다.

Na, K, Mg을 얻기 위해 천연 할로겐화물이 사용됩니다.

또한 자연에는 황산염, 인산염과 같은 다른 유형의 미네랄도 있습니다. 텅스텐산염: 철망간석 - (Fe,Mn)WO 4 , 회중석 - CaWO 4 ; 크롬산염 - 악어 - PbCrO 4, 바나디나이트 - Pb 3 (VO 4)Cl 3 등

화학적 활성이 낮은 금속(Cu, Ag, Au, Pt, Hg)은 자유 형태로 발견되거나 암석에 함유되어 있습니다. 대부분의 금속은 자연에 광석과 화합물의 형태로 존재합니다. 그들은 산화물, 황화물, 탄산염 및 기타 화학 물질을 형성합니다. 순수한 금속을 얻고 이를 추가로 사용하려면 광석에서 금속을 분리하고 정제해야 합니다. 필요한 경우 금속 합금 및 기타 가공이 수행됩니다. 이것은 철광석(철 기반)과 비철광석(철을 포함하지 않으며 총 약 70개의 요소가 있음)을 구별하는 야금 과학에 의해 연구됩니다. 소위 16개 요소에 대한 예외를 호출할 수 있습니다. 불순물 없이 존재하는 귀금속(금, 은 등) 및 기타 일부(예: 수은, 구리).

또한 해수(1.05%, ~0.12%), 식물, 생물체(중요한 역할)에도 소량으로 존재합니다.

자연에서 발견되는 금속은 다음과 같습니다.

• - 기본 상태: 은, 금, 백금, 구리, 때로는 수은;
• - 산화물 형태 : 자철광 Fe 3 O 4, 적철광 Fe 2 O 3 등
• -- 혼합 산화물 형태: 카올린 Al 2 O 3 * 2SiO 2 * 2H 2 O, 명반석 (Na,K) 2 O * AlO 3 * 2SiO 2 등
• -- 다양한 염:

황화물: 방연연 PbS, 진사 HgS,

염화물: 실바이트 KS1, 암염 NaCl, 실비나이트 KSl* NaCl, 카르날라이트 KSl * MgCl 2 * 6H 2 O,

황산염: 중정석 BaSO 4, 무수물 Ca 8 O 4

인산염: 인회석 Ca 3 (PO 4) 2,

탄산염: 백악, 대리석 CaCO 3, 마그네사이트 MgCO 3.

따라서 대부분의 알루미늄은 알루미노규산염에 집중되어 있으며, 그 중 장석이 가장 흔합니다. 그들의 주요 대표자는 미네랄 정형석 K, 조장 Na 및 양극석 Ca입니다. 운모 그룹의 미네랄은 매우 일반적입니다. 예를 들어 백운모 Kal 2 2, 미네랄 네펠린(Na, K) 2는 매우 실용적입니다(알루미나, 소다 제품 및 시멘트 생산에 사용됨). 다른 광물 중에서 보크사이트 Al 2 O 3 *nH 2 O 및 빙정석 Na 3 AlF 6이 실제로 가장 널리 사용됩니다. 암석 파괴의 일반적인 산물은 주로 점토 광물 카올리나이트 Al 2 O 3 *2SiO 2 *2H 2 O로 구성된 카올린입니다.

대부분의 칼슘은 주로 광물 방해석 CaCO 3 과 대리석으로 구성된 석회암 및 분필 퇴적물의 형태로 자연적으로 발생합니다. 다른 암석 중에서 가장 흔한 것은 백운석 CaCO 3 *MgCO 3 , 무수석고 CaSO 4 및 석고 CaSO 4 *2H 2 O, 형석 CaF 2 및 인회석 3Ca 3 (PO 4) 2 *Ca(F, Cl) 2입니다. 칼슘은 CfO*3MgO*4SiO 2 (석면) 및 알루미노규산염과 같은 다양한 규산염에서 상당한 양으로 발견됩니다.

마그네슘은 자연에서 마그네사이트 MgCO 3 및 백운석, 규산염 Mg 2 SiO 4 (감람석), 카이나이트 KCl * MgSO 4 * 3H 2 O 및 카르날라이트 KCl * MgCl 2 * 6H 2 O의 형태로 흔합니다. 알칼리 금속의 천연 화합물은 다음과 같습니다. 실비나이트 NaCl * KCl , 암염 NaCl, 기적석 Na 2 SO 4 *10H 2 O.

철은 알루미늄 다음으로 지구상에서 가장 흔한 금속입니다. 철광석 축적을 형성하는 수많은 미네랄의 일부입니다: 적철석 Fe 2 O 3, 자철석 Fe 3 O 4, 하이드로고에타이트 HFeO 2 *nH 2 O, 능철석 FeCO 3 등.

때로는 유성 또는 지상에서 유래한 천연 철분도 발견됩니다.

많은 금속이 주요 천연 광물을 동반하는 경우가 많습니다. 스칸듐은 주석 및 텅스텐 광석에 포함되어 있고, 카드뮴은 아연 광석에 불순물로 포함되어 있으며, 니오븀 및 주석 광석에는 탄탈륨이 포함되어 있습니다. 철광석은 항상 망간, 니켈, 코발트, 몰리브덴, 티타늄, 게르마늄, 바나듐을 동반합니다.

현재 알려진 화학 원소의 대부분(117개 중 93개)은 금속입니다.
다양한 금속의 원자는 구조상 공통점이 많으며, 이들이 형성하는 단순 물질과 복합 물질은 비슷한 특성(물리적, 화학적)을 가지고 있습니다.

주기율표에서의 위치와 금속 원자의 구조.

주기율표에서 금속은 붕소에서 아스타틴까지 이어지는 기존 파선의 왼쪽과 아래에 위치합니다(아래 표 참조). 거의 모든 s-원소(H, He 제외)는 금속입니다. 아르 자형-요소, 모두 디- 그리고 에프-요소( 란타넘족그리고 악티늄족).

대부분의 금속 원자는 외부 에너지 준위에서 적은 수(최대 3개)의 전자를 갖고 있으며, p-원소(Sn, Pb, Bi, Po)의 일부 원자만이 더 많은(4~6개) 전자를 가지고 있습니다. 금속 원자의 원자가 전자는 (비금속 원자에 비해) 핵에 약하게 결합되어 있습니다. 따라서 금속 원자는 이러한 전자를 다른 원자에게 비교적 쉽게 포기하고 화학 반응에서 환원제 역할만 하며 양전하를 띤 양이온으로 변합니다.

나 - 네 – = 나 n+.

비금속과 달리 금속 원자는 +1에서 +8까지의 양의 산화 상태만을 특징으로 합니다.

금속 원자가 다른 원자에게 원자가 전자를 쉽게 제공하는 것은 해당 금속의 환원 활성을 특징으로 합니다. 금속 원자가 전자를 더 쉽게 포기할수록 환원제는 더 강해집니다. 수용액에서 환원력이 감소하는 순서로 금속을 일렬로 배열하면 다음과 같은 사실을 알 수 있습니다. 금속 변위 시리즈, 이는 전기화학적 전압 시리즈(또는 주변 활동) 금속(아래 표 참조).

보급률 m자연 속의 금속.

지각(지구 표면층, 두께 약 16km)에서 가장 흔한 세 가지 금속은 알루미늄, 철, 칼슘입니다. 덜 일반적인 것은 나트륨, 칼륨, 마그네슘입니다. 아래 표는 지각에 있는 일부 금속의 질량 분율을 보여줍니다.

철분과 칼슘. 덜 일반적인 것은 나트륨, 칼륨, 마그네슘입니다. 아래 표는 지각에 있는 일부 금속의 질량 분율을 보여줍니다.

지각에서 금속의 발생

지각의 질량분율이 0.01% 미만인 원소를 원소라고 한다. 희귀한. 희귀 금속에는 예를 들어 모든 란탄족 원소가 포함됩니다. 어떤 원소가 지각에 집중될 수 없는 경우, 즉 자체 광석을 형성하지 않고 다른 원소와 함께 불순물로 발견되는 경우 다음과 같이 분류됩니다. 정신이 없는강요. 예를 들어 Sc, Ga, In, Tl, Hf 금속이 분산되어 있습니다.

XX세기 40년대. 독일 과학자 Walter Nolla와 Ida Nolla는 이 아이디어를 표현했습니다. 포장 도로의 모든 조약돌에는 주기율표의 모든 화학 원소가 포함되어 있습니다. 처음에는 이 말에 동료들이 만장일치로 동의하지 않았습니다. 그러나 점점 더 정확한 분석 방법이 등장함에 따라 과학자들은 이러한 단어의 진실을 점점 더 확신하고 있습니다.

모든 살아있는 유기체는 환경과 밀접하게 접촉되어 있기 때문에 각각은 주기율표의 화학 원소의 대부분을 포함해야 합니다. 예를 들어, 성인 인체에서 무기 물질의 질량 분율은 6%입니다. 금속 중에서 이러한 화합물에는 Mg, Ca, Na, K가 포함되어 있습니다. 우리 몸의 많은 효소 및 기타 생물학적 활성 유기 화합물에는 V, Mn, Fe, Cu, Zn, Co, Ni, Mo, Cr 및 기타 금속이 포함되어 있습니다.

성인의 신체에는 평균 약 140g의 칼륨 이온과 약 100g의 나트륨 이온이 포함되어 있습니다. 음식을 통해 우리는 매일 1.5g에서 7g의 칼륨 이온과 2g에서 15g의 나트륨 이온을 섭취합니다. 나트륨 이온의 필요성이 너무 커서 식품에 특별히 첨가해야 합니다. 나트륨 이온(소변과 땀에서 NaCl의 형태)이 크게 손실되면 인체 건강에 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 더운 날씨에는 의사가 미네랄 워터를 마시는 것이 좋습니다. 그러나 음식의 과도한 염분 함량은 내부 장기(주로 심장과 신장)의 기능에 부정적인 영향을 미칩니다.

자연에서 가장 흔히 발견되는 금속은 인간이 널리 사용하며 우리 삶에서 그 역할은 매우 중요합니다. 알루미늄, 철, 마그네슘이 없는 생산이나 생활은 상상하기 어렵습니다.

가장 흔한 금속은 무엇입니까?

이러한 일반적인 금속은 많은 광물의 구성 요소입니다. 러시아에서는 철, 크롬, 망간이 생산량 측면에서 연료와 에너지 자원 다음으로 2위를 차지하는 것으로 알려져 있습니다. 세계의 철 자원은 사실상 무한한 것으로 알려져 있지만 많은 국가에서 철광석을 수입하며 이는 러시아에도 적용됩니다.

알루미늄은 지구에 널리 분포되어 있습니다. 전 세계적으로 생산량은 2천만 톤에 달하며 주로 보크사이트를 사용합니다. 러시아는 1차 금속 생산량에서는 2위지만 보크사이트 매장량은 9위인 것으로 알려져 있습니다.

가장 흔한 금속은 무엇으로 만들어지나요?

망간은 야금 및 산업에 사용되며 거의 모든 알려진 금속과 합금을 형성하는 능력이 사용됩니다. 여러 등급의 망간강과 많은 비철 합금이 생산되었습니다. 특히 망간과 구리의 합금이 눈에 띕니다. 망간은 종종 강도를 높이기 위해 강철에 첨가됩니다. 망간은 황에서 금속을 정화하는 데 사용됩니다.

알루미늄은 고유한 특성 조합 덕분에 거의 모든 기술 분야, 특히 합금 형태로 사용됩니다. 전자제품에서는 대규모 도체 생산에서 구리를 성공적으로 대체합니다. 전기 정류기와 커패시터를 생산할 때 초순수 알루미늄 없이는 불가능합니다. 또한 거울 반사판 생산에도 사용됩니다.

약 20년 전에는 알루미늄으로 만든 창틀이나 건물 구성 요소를 보는 것이 드물었습니다. 요즘에는 광고 배너, 파빌리온, 칸막이, 기둥 프레임 등이 알루미늄 프로파일로 만들어집니다. 이 금속의 인기는 내식성, 내구성 및 강도와 같은 놀라운 특성으로 설명됩니다. 금속에는 유해한 원소가 포함되어 있지 않으며 이는 금속의 환경 순도가 높다는 것을 나타냅니다.

아시다시피 마그네슘 합금은 초고온에서도 녹지 않는 독특한 특성을 가지고 있습니다. 이것이 바로 그러한 합금이 극도로 높은 온도에서 작동하는 엔진 및 항공기 부품 제조에 있어 진정한 발견인 이유입니다. 우주 로켓도 마그네슘 합금 없이는 할 수 없습니다.

기술에서 티타늄의 역할은 중요합니다. 알루미늄보다 6배 더 강하고, 2배 더 무겁습니다. 또 다른 유용한 특성은 내화성입니다. 강철의 녹는점을 초과하는 1668도에서 녹습니다. 티타늄 합금으로 제작된 항공기의 속도는 음속의 3배에 달합니다. 대기와의 피부 마찰로 인해 상당한 온도가 형성되지만 티타늄의 내화성은 피부가 녹는 것을 방지합니다. 티타늄의 내화학성은 독특합니다. 티타늄 합금으로 만든 화학 장비는 스테인레스 스틸로 만든 유사한 장비보다 훨씬 오랫동안 사용할 수 있는 것으로 알려져 있습니다.

지구상에서 가장 흔한 금속

알루미늄은 높은 연성 및 열 전도성, 낮은 밀도 및 전기 전도성, 내식성 등 다양한 귀중한 특성을 결합합니다. 덕분에 단조, 압연, 스탬핑, 드로잉이 가능합니다.

가장 일반적인 합금은 두랄루민입니다. 항공기 날개와 동체 제조의 기초로 사용됩니다. 최초의 인공지구위성의 껍질은 알루미늄 합금으로 만들어진 것으로 알려져 있다. 건설 및 산업 분야에서 사용됩니다. 플라잉메탈은 각종 기계, 각종 유기물질과 산을 생산하는 장비, 고층건물의 창틀과 외장재, 노젓는 배와 모터보트, 가구, 접시 등의 부품을 만드는데 사용된다.

프랑스에는 300미터 길이의 알루미늄 해양 정기선이 있습니다. 선체뿐만 아니라 격벽, 내부 부품, 객실 벽, 심지어 모든 가구까지 알루미늄으로 만들어졌습니다.

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금속은 전기 전도성, 높은 열 전달, 양의 저항 계수, 특유의 광택 및 상대 연성과 같은 고유한 특성을 갖는 요소 그룹입니다. 이러한 유형의 물질은 화합물에서 단순합니다.

그룹별 분류

금속은 역사상 인류가 사용하는 가장 일반적인 재료 중 하나입니다. 그들 대부분은 지각의 중간층에 위치하지만, 산의 퇴적물 깊은 곳에 숨겨져 있는 것도 있습니다.

현재 금속은 주기율표의 대부분(118개 원소 중 94개)을 차지하고 있습니다. 공식적으로 인정된 그룹 중에서 다음 그룹에 주목할 가치가 있습니다.

1. 알칼리성(리튬, 칼륨, 나트륨, 프란슘, 세슘, 루비듐). 물과 접촉하면 수산화물을 형성합니다.

2. 알칼리성 지구(칼슘, 바륨, 스트론튬, 라듐). 밀도와 경도가 다릅니다.

3. 폐(알루미늄, 납, 아연, 갈륨, 카드뮴, 주석, 수은). 밀도가 낮기 때문에 합금에 자주 사용됩니다.

4. 과도기적(우라늄, 금, 티타늄, 구리, 은, 니켈, 철, 코발트, 백금, 팔라듐 등). 그들은 다양한 산화 상태를 가지고 있습니다.

5. 반금속(게르마늄, 실리콘, 안티몬, 붕소, 폴로늄 등). 그들은 구조에 결정질 공유 격자를 가지고 있습니다.

6. 악티노이드(아메리슘, 토륨, 악티늄, 베르켈륨, 큐륨, 페르뮴 등).

7. 란타넘족(가돌리늄, 사마륨, 세륨, 네오디뮴, 루테튬, 란타늄, 에르븀 등).

지각에는 금속이 있고 그룹으로 정의되지 않은 금속이 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 여기에는 마그네슘과 베릴륨이 포함됩니다.

네이티브 화합물

본질적으로 결정 화학 코드화에는 별도의 클래스가 있습니다. 이러한 요소에는 구성이 서로 관련되지 않은 천연 미네랄이 포함됩니다. 대부분 자연의 천연 금속은 지질학적 과정의 결과로 형성됩니다.

결정 상태에서는 지각에 45개의 물질이 알려져 있습니다. 대부분은 본질적으로 극히 드물기 때문에 가격이 높습니다. 이러한 요소의 비율은 0.1%에 불과합니다. 이러한 금속을 찾는 것도 노동 집약적이고 비용이 많이 드는 과정이라는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이는 안정적인 껍질과 전자를 가진 원자의 사용을 기반으로 합니다.

천연 금속은 귀금속이라고도 합니다. 이는 화학적 관성과 화합물의 안정성이 특징입니다. 여기에는 금, 팔라듐, 백금, 이리듐, 은, 루테늄 등이 포함됩니다. 구리는 자연에서 가장 흔히 발견됩니다. 원시 상태의 철은 주로 운석 형태로 산 퇴적물에 존재합니다. 그룹의 가장 희귀한 원소는 납, 크롬, 아연, 인듐 및 카드뮴입니다.

기본 속성

정상적인 조건에서 거의 모든 금속은 단단하고 저항력이 있습니다. 예외는 그룹의 모든 원소에 대해 알칼리성인 프란슘과 수은입니다. 범위는 섭씨 -39도에서 +3410도 사이입니다. 텅스텐은 용융에 가장 강한 것으로 간주됩니다. 그 화합물은 +3400C에서만 안정성을 잃습니다. 쉽게 녹는 금속 중에서 납과 주석을 구별해야 합니다.

원소는 밀도(가벼움과 무거움)와 가소성(단단함과 부드러움)에 따라 분류되기도 합니다. 모든 금속 연결은 우수한 도체입니다. 이 특성은 활성 전자가 있는 결정 격자의 존재에 의해 결정됩니다. 구리, 은 및 알루미늄은 전도도가 최대이고 나트륨은 전도도가 약간 낮습니다. 금속의 높은 열적 특성에 주목할 가치가 있습니다. 은은 최고의 열 전도체로 간주되며 수은은 최악의 열 전도체로 간주됩니다.

환경에 존재하는 금속

대부분의 경우 이러한 요소는 광석에서 찾을 수 있습니다. 자연의 금속은 아황산염, 산화물 및 탄산염을 형성합니다. 화합물을 정제하려면 먼저 광석에서 화합물을 분리해야 합니다. 다음 단계는 합금화 및 마무리입니다.

산업 야금에서는 철광석과 비철광석을 구별합니다. 전자는 철 화합물을 기반으로 제작되었으며 후자는 다른 금속을 기반으로 제작되었습니다. 귀금속은 백금, 금, 은으로 간주됩니다. 그들 대부분은 지구의 지각에 위치하고 있습니다. 그러나 바닷물에서도 작은 부분이 나옵니다.

살아있는 유기체에도 고귀한 요소가 있습니다. 인간은 약 3%의 금속 화합물을 함유하고 있습니다. 신체에는 대부분 세포간 전해질 역할을 하는 나트륨과 칼슘이 포함되어 있습니다. 마그네슘은 중추신경계와 근육량의 정상적인 기능에 필요하고, 철은 혈액에 좋고, 구리는 간에 좋습니다.

금속 화합물 찾기

대부분의 요소는 토양의 최상층 아래 어디에나 위치합니다. 지각에서 가장 흔한 금속은 알루미늄입니다. 그 비율은 8.2% 내에서 다양합니다. 지각에서 가장 흔한 금속을 찾는 것은 광석 형태로 발생하기 때문에 어렵지 않습니다.

철분과 칼슘은 자연에서 조금 덜 자주 발견됩니다. 그 비율은 4.1%이다. 다음은 마그네슘과 나트륨 - 각각 2.3%, 칼륨 - 2.1%입니다. 자연계에 남아 있는 금속은 0.6% 이하를 차지합니다. 마그네슘과 나트륨은 육지와 바닷물 모두에서 동등하게 얻을 수 있다는 점은 주목할 만합니다.

금속 원소는 자연에서 광석의 형태로 또는 구리나 금과 같은 자연 상태로 발생합니다. 예를 들어 적철광, 카올린, 자철광, 방연광 등과 같이 산화물과 황화물에서 얻어야 하는 물질이 있습니다.

금속 생산

원소 추출 절차는 결국 광물 추출로 이어집니다. 자연에서 광석 형태의 금속을 발견하는 것은 다양한 산업 분야에서 가장 간단하고 일반적인 과정입니다. 결정질 퇴적물을 검색하기 위해 특수 지질 장비를 사용하여 특정 토지의 물질 구성을 분석합니다. 드물게 자연에서 금속을 발견하는 것은 진부한 개방형 지하 방법으로 귀결됩니다.

채광 후 광석 정광이 원래 광물에서 분리되는 농축 단계가 시작됩니다. 원소를 구별하기 위해 습윤, 전류, 화학반응, 열처리 등을 사용합니다. 대부분의 경우 금속 광석의 방출은 용융, 즉 환원과 함께 가열의 결과로 발생합니다.

알루미늄 채굴

이 공정은 비철 야금에 의해 수행됩니다. 소비와 생산 규모면에서 다른 중공업 중 선두를 달리고 있습니다. 지각에서 가장 흔한 금속은 현대 세계에서 큰 수요가 있습니다. 생산량 측면에서 알루미늄은 강철에 이어 두 번째입니다.

이 요소는 항공, 자동차 및 전기 산업에서 가장 많이 사용됩니다. 지각에서 가장 흔한 금속도 “인위적으로” 얻을 수 있다는 점은 주목할 만합니다. 그러한 화학 반응에는 보크사이트가 필요합니다. 알루미나는 그들로부터 형성됩니다. 이 물질을 탄소 전극 및 불화물염과 전류의 영향을 받아 결합하면 가장 순수한 물질을 얻을 수 있습니다.

이 부품 생산국 중 주요 국가는 중국입니다. 이곳에서는 연간 최대 1,850만 톤의 금속이 제련됩니다. 비슷한 순위의 알루미늄 생산 선두 기업은 러시아-스위스 협회 UC RUSAL입니다.

금속의 응용

그룹의 모든 요소는 내구성이 있고 뚫을 수 없으며 상대적으로 온도에 강합니다. 이것이 바로 금속이 일상생활에서 흔히 발견되는 이유입니다. 오늘날 그들은 전선, 저항기, 장비 및 가정 용품을 만드는 데 사용됩니다.

금속은 이상적인 구조 재료이며 순수 합금과 결합 합금이 건축에 사용됩니다. 기계 공학 및 항공 분야에서 주요 연결은 강철과 더 단단한 결합입니다.