Hliník je najbežnejším kovom v zemskej kôre. Aký kov je najviac zastúpený v zemskej kôre? Najbežnejším kovom v zemskej kôre je

Napriek tomu, že medzi chemickými prvkami prevládajú kovy, ich obsah v prírode je nižší ako u nekovov. Obsah všetkých kovov v zemskej kôre je asi 25 hm. %, pričom podiel nekovov, tvoriacich len 1/4 všetkých prvkov, dosahuje 75 %. Treba si však uvedomiť, že taký veľký podiel poskytujú takmer len dva nekovy: O (47,2 %) a Si (27,6 %).

Najbežnejšie kovy v prírode súAl (8,1%), Fe (5,1 %),aCa, Mg, Na, K. (celkové % kovov s-bloku je 11).

Z 86 kovov len šesť má obsah v zemskej kôre vyšší ako 1%.

V zemskej kôre je prevažná väčšina kovov v oxidovanej forme.

Kovy sa v prírode vyskytujú vo forme zlúčenín s viacerými elektronegatívnymi prvkami: kyslík, síra, halogény, ako aj vo forme uhličitanov, fosforečnanov, síranov atď. Mnohé kovy sa nachádzajú v zemskej kôre vo forme rôznych kremičitanov. a hlinitokremičitany, komplexné v zložení a štruktúre. Najbežnejšími minerálmi sú hlinitokremičitany a kremičitany najrozmanitejšieho zloženia a štruktúry. Tieto minerály sú vždy prítomné v akýchkoľvek kovových rudách. Okrem hlinitokremičitanov sú v prírode celkom bežné oxidy a uhličitany.
Prírodné sulfidy sa používajú na výrobu mnohých dôležitých ťažkých neželezných kovov: Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Cd, Mo.

Prírodné halogenidy sa používajú na získanie Na, K, Mg.

Okrem toho v prírode existujú aj iné druhy minerálov: sírany, fosforečnany; wolframany: wolframit - (Fe,Mn)WO 4, scheelit -CaWO 4; chrómany - krokoit - PbCrO 4, vanadinit - Pb 3 (VO 4)Cl 3 atď.

Kovy s nízkou chemickou aktivitou (Cu, Ag, Au, Pt, Hg) sa nachádzajú vo voľnej forme alebo ako inklúzie v horninách. Väčšina kovov sa v prírode vyskytuje vo forme rúd a zlúčenín. Tvoria oxidy, sulfidy, uhličitany a iné chemikálie. Na získanie čistých kovov a ich ďalšie využitie je potrebné ich izolovať z rúd a vykonať čistenie. V prípade potreby sa vykonáva legovanie a iné spracovanie kovov. Skúma to veda o metalurgii, ktorá rozlišuje železné rudy (na báze železa) a neželezné (neobsahujú železo, spolu je tam asi 70 prvkov). Výnimkou možno nazvať asi 16 prvkov: tzv. ušľachtilé kovy (zlato, striebro atď.) a niektoré ďalšie (napríklad ortuť, meď), ktoré sú prítomné bez nečistôt.

Okrem toho sú v malých množstvách prítomné v morskej vode (1,05 %, -- 0,12 %), rastlinách a živých organizmoch (hrajú dôležitú úlohu).

Kovy nachádzajúce sa v prírode sú:

• - v prirodzenom stave: striebro, zlato, platina, meď, niekedy ortuť;
• - vo forme oxidov: magnetit Fe 3 O 4, hematit Fe 2 O 3 atď.
• - vo forme zmesných oxidov: kaolín Al 2 O 3 * 2SiO 2 * 2H 2 O, alunit (Na,K) 2 O * AlO 3 * 2SiO 2 atď.
• - rôzne soli:

sulfidy: galenit PbS, rumelkový HgS,

chloridy: sylvit KS1, halit NaCl, sylvinit KSl* NaCl, karnallit KSl * MgCl 2 * 6H 2 O,

sírany: baryt BaSO 4, anhydrid Ca 8 O 4

fosforečnany: apatit Ca 3 (PO 4) 2,

uhličitany: krieda, mramor CaCO 3, magnezit MgCO 3.

Prevažná časť hliníka je teda koncentrovaná v hlinitokremičitanoch, z ktorých sú najbežnejšie živce. Ich hlavnými predstaviteľmi sú minerály ortoklas K, albit Na a anorit Ca. Veľmi rozšírené sú minerály sľudovej skupiny, napr. muskovit Kal 2 2, veľké praktické využitie má minerál nefelín (Na, K) 2 (vyrába sa z neho oxid hlinitý, sóda a cement). Z ostatných minerálov sa v praxi najviac využíva bauxit Al 2 O 3 *nH 2 O a kryolit Na 3 AlF 6. Bežným produktom deštrukcie hornín je kaolín, ktorý pozostáva najmä z ílového minerálu kaolinitu Al 2 O 3 * 2SiO 2 * 2H 2 O.

Väčšina vápnika sa prirodzene vyskytuje vo forme vápencových a kriedových usadenín, ktoré pozostávajú predovšetkým z minerálneho kalcitu CaC03, ako aj mramoru. Z ostatných hornín sú to najčastejšie dolomit CaCO 3 *MgCO 3, anhydrit CaSO 4 a sadrovec CaSO 4 *2H 2 O, fluorit CaF 2 a apatit 3Ca 3 (PO 4) 2 *Ca(F, Cl) 2. Vápnik sa nachádza v značných množstvách v rôznych kremičitanoch, napríklad CfO*3MgO*4Si02 (azbest) a hlinitokremičitanoch.

Horčík je v prírode bežný vo forme magnezitu MgCO 3 a dolomitu, kremičitanu Mg 2 SiO 4 (olivín), kainitu KCl * MgSO 4 * 3H 2 O a karnalitu KCl * MgCl 2 * 6H 2 O. Prírodné zlúčeniny alkalických kovov sú sylvinit NaCl * KCl, halit NaCl, mirabilit Na2S04 *10H20.

Železo je po hliníku najbežnejším kovom na svete. Je súčasťou mnohých minerálov, ktoré tvoria akumulácie železných rúd: hematit Fe 2 O 3, magnetit Fe 3 O 4, hydrogoethit HFeO 2 *nH 2 O, siderit FeCO 3 atď.

Občas sa nájde aj prírodné železo meteorického alebo pozemského pôvodu.

Mnohé kovy často sprevádzajú hlavné prírodné minerály: skandium je obsiahnuté v cínových a volfrámových rudách, kadmium ako nečistota v zinkových rudách, niób a tantal v cínových rudách. Železné rudy vždy sprevádzajú mangán, nikel, kobalt, molybdén, titán, germánium a vanád.

Prevažná väčšina (93 zo 117) v súčasnosti známych chemických prvkov sú kovy.
Atómy rôznych kovov majú veľa spoločného v štruktúre a jednoduché a zložité látky, ktoré tvoria, majú podobné vlastnosti (fyzikálne a chemické).

Pozícia v periodickej tabuľke a štruktúra atómov kovov.

V periodickej tabuľke sú kovy umiestnené vľavo a pod konvenčnou prerušovanou čiarou od bóru po astat (pozri tabuľku nižšie). Takmer všetky s-prvky (s výnimkou H, He) sú kovy, približne polovica R-prvky, všetky d- A f- prvky ( lantanoidy A aktinidy).

Väčšina atómov kovov má na svojej vonkajšej energetickej úrovni malý počet (do 3) elektrónov iba niektoré atómy p-prvkov (Sn, Pb, Bi, Po) majú viac (od štyroch do šiestich). Valenčné elektróny atómov kovov sú slabo (v porovnaní s nekovovými atómami) viazané na jadro. Preto atómy kovov relatívne ľahko odovzdávajú tieto elektróny iným atómom, pričom v chemických reakciách pôsobia iba ako redukčné činidlá a menia sa na kladne nabité katióny:

Ja – ne – = Ja n+.

Na rozdiel od nekovov sa atómy kovov vyznačujú iba kladnými oxidačnými stavmi od +1 do +8.

Ľahkosť, s akou atómy kovu odovzdávajú svoje valenčné elektróny iným atómom, charakterizuje redukčnú aktivitu tohto kovu. Čím ľahšie sa atóm kovu vzdáva svojich elektrónov, tým silnejšie je redukčné činidlo. Ak zoradíme kovy do radu tak, aby sa znížila ich redukčná schopnosť vo vodných roztokoch, dostaneme známu posunové rady kovov, ktorý sa tiež nazýva elektrochemický rad napätia (alebo aktivita v okolí) kovy (pozri tabuľku nižšie).

Prevalencia mkovy v prírode.

Tri najbežnejšie kovy v zemskej kôre (toto je povrchová vrstva našej planéty s hrúbkou približne 16 km) sú hliník, železo a vápnik. Menej časté sú sodík, draslík a horčík. V tabuľke nižšie sú uvedené hmotnostné frakcie niektorých kovov v zemskej kôre.

železo a vápnik. Menej časté sú sodík, draslík a horčík. V tabuľke nižšie sú uvedené hmotnostné frakcie niektorých kovov v zemskej kôre.

Výskyt kovov v zemskej kôre

Nazývajú sa prvky, ktorých hmotnostný zlomok v zemskej kôre je menší ako 0,01 %. zriedkavé. Medzi vzácne kovy patria napríklad všetky lantanoidy. Ak sa prvok nedokáže koncentrovať v zemskej kôre, to znamená, že netvorí vlastné rudy, ale nachádza sa ako nečistota s inými prvkami, potom je klasifikovaný ako duchom neprítomný prvkov. Napríklad sú dispergované nasledujúce kovy: Sc, Ga, In, Tl, Hf.

V 40-tych rokoch XX storočia. Nemeckí vedci Walter a Ida Nolla vyjadrili myšlienku. že každý dlažobný kameň na chodníku obsahuje všetky chemické prvky periodickej tabuľky. Tieto slová sa najskôr nestretli s jednomyseľným súhlasom ich kolegov. Ako sa však objavujú stále presnejšie metódy analýzy, vedci sú čoraz viac presvedčení o pravdivosti týchto slov.

Keďže všetky živé organizmy sú v úzkom kontakte s prostredím, každý z nich musí obsahovať, ak nie všetky, tak väčšinu chemických prvkov periodickej tabuľky. Napríklad v tele dospelého človeka je hmotnostný podiel anorganických látok 6 %. Z kovov tieto zlúčeniny obsahujú Mg, Ca, Na, K. Mnohé enzýmy a iné biologicky aktívne organické zlúčeniny v našom tele obsahujú V, Mn, Fe, Cu, Zn, Co, Ni, Mo, Cr a niektoré ďalšie kovy.

Telo dospelého človeka obsahuje v priemere asi 140 g iónov draslíka a asi 100 g iónov sodíka. S jedlom denne skonzumujeme od 1,5 g do 7 g iónov draslíka a od 2 g do 15 g iónov sodíka. Potreba iónov sodíka je taká veľká, že sa musia špeciálne pridávať do potravín. Výrazná strata sodíkových iónov (vo forme NaCl močom a potom) nepriaznivo ovplyvňuje ľudské zdravie. Preto v horúcom počasí lekári odporúčajú piť minerálnu vodu. Nadmerný obsah soli v potravinách však negatívne ovplyvňuje fungovanie našich vnútorných orgánov (predovšetkým srdca a obličiek).

Kovy, ktoré sa najčastejšie vyskytujú v prírode, sú ľuďmi široko používané; ich úloha v našich životoch je neoceniteľná. Je ťažké si predstaviť výrobu alebo život bez hliníka, železa alebo horčíka.

Aké kovy sú najčastejšie?

Tieto bežné kovy sú súčasťou mnohých minerálov. Je známe, že v Rusku sú železo, chróm a mangán na druhom mieste z hľadiska objemu výroby po palivách a energetických zdrojoch. Je známe, že zásoby železa vo svete sú prakticky neobmedzené, ale mnohé krajiny dovážajú železné rudy, to platí aj pre Rusko.

Hliník je na Zemi široko rozšírený. Celosvetovo jeho produkcia dosahuje dvadsať miliónov ton, pričom sa využíva najmä bauxit. Je známe, že Rusko je na deviatom mieste z hľadiska zásob bauxitu, hoci je na druhom mieste vo výrobe primárneho kovu.

Z čoho sa vyrábajú najbežnejšie kovy?

Mangán sa používa v metalurgii a priemysle a využíva sa jeho schopnosť vytvárať zliatiny takmer so všetkými známymi kovmi. Vyrobilo sa niekoľko druhov mangánovej ocele a mnoho neželezných zliatin. Zvlášť vyniká zliatina mangánu a medi. Mangán sa často pridáva do ocele na zvýšenie jej pevnosti. Mangán sa používa na čistenie kovov od síry.

Hliník sa vďaka unikátnej kombinácii svojich vlastností používa takmer v každej oblasti techniky, najmä vo forme zliatin. V elektronike úspešne nahrádza meď pri výrobe masívnych vodičov. Pri výrobe elektrických usmerňovačov a kondenzátorov sa to bez ultračistého hliníka nezaobíde. Používa sa aj na výrobu zrkadlových reflektorov.

Pred dvadsiatimi rokmi bolo zriedkavé vidieť okenné rámy alebo stavebné prvky vyrobené z hliníka. V súčasnosti sa z hliníkových profilov vyrábajú reklamné pútače, altány, priečky, rámy na stĺpy a pod. Obľúbenosť tohto kovu sa vysvetľuje jeho úžasnými vlastnosťami - odolnosťou proti korózii, trvanlivosťou a pevnosťou. Kov neobsahuje žiadne škodlivé prvky, čo svedčí o vysokej environmentálnej čistote kovu.

Ako viete, horčíková zliatina má jedinečnú vlastnosť - neroztopí sa pri ultra vysokých teplotách. Preto je takáto zliatina skutočným nálezom na výrobu častí motorov a lietadiel pracujúcich pri extrémne vysokých teplotách. Vesmírne rakety sa tiež nezaobídu bez horčíkových zliatin.

Úloha titánu v technológii je dôležitá. Je šesťkrát pevnejší ako hliník a je dvakrát ťažší. Ďalšou z jeho užitočných vlastností je žiaruvzdornosť, taví sa pri teplote 1668 stupňov, ktorá presahuje teplotu topenia ocele. Rýchlosť lietadiel vyrobených z titánových zliatin bola trikrát väčšia ako rýchlosť zvuku. V dôsledku trenia ich kože o atmosféru vznikajú značné teploty, ale žiaruvzdornosť titánu zabraňuje topeniu kože. Chemická odolnosť titánu je jedinečná. Je známe, že chemické zariadenia vyrobené zo zliatin titánu sa môžu používať oveľa dlhšie ako podobné zariadenia vyrobené z nehrdzavejúcej ocele.

Najbežnejší kov na Zemi

Hliník spája celý rad cenných vlastností - vysokú ťažnosť a tepelnú vodivosť, nízku hustotu a elektrickú vodivosť, navyše - odolnosť proti korózii. Vďaka tomu sa dá kovať, valcovať, raziť, kresliť.

Jeho najbežnejšou zliatinou je dural. Používa sa ako základ pri výrobe krídel a trupov lietadiel. Je známe, že plášť prvého umelého satelitu Zeme bol vyrobený z hliníkových zliatin. Používa sa v stavebníctve a priemysle. Lietajúci kov sa používa na výrobu častí rôznych strojov, zariadení používaných na výrobu rôznych organických látok a kyselín, okenných rámov a vonkajších obkladov výškových budov, veslárskych a motorových člnov, nábytku, riadu a pod.

Vo Francúzsku existuje tristometrová hliníková zaoceánska loď. Z hliníka nie je vyrobený len trup, ale aj priedely, vnútorné časti, steny kabíny a dokonca aj všetok nábytok.

No a najdrahšie kovy sveta nie sú zahrnuté v zozname najbežnejších... O najdrahších kovoch si môžete prečítať aj na našej stránke.
Prihláste sa na odber nášho kanála v Yandex.Zen

Kovy sú skupinou prvkov, ktoré majú jedinečné vlastnosti, ako je elektrická vodivosť, vysoký prenos tepla, kladný koeficient odporu, charakteristický lesk a relatívna ťažnosť. Tento typ látky je jednoduchý v chemických zlúčeninách.

Klasifikácia podľa skupín

Kovy patria medzi najbežnejšie materiály používané ľudstvom v histórii. Väčšina z nich sa nachádza v stredných vrstvách zemskej kôry, no nájdu sa aj také ukryté hlboko v horských nánosoch.

V súčasnosti zaberajú väčšinu periodickej tabuľky kovy (94 zo 118 prvkov). Z oficiálne uznaných skupín stojí za zmienku tieto skupiny:

1. Alkalický(lítium, draslík, sodík, francium, cézium, rubídium). Pri kontakte s vodou tvoria hydroxidy.

2. Alkalická zem(vápnik, bárium, stroncium, rádium). Líšia sa hustotou a tvrdosťou.

3. Pľúca(hliník, olovo, zinok, gálium, kadmium, cín, ortuť). Pre svoju nízku hustotu sa často používajú v zliatinách.

4. Prechodný(urán, zlato, titán, meď, striebro, nikel, železo, kobalt, platina, paládium atď.). Majú premenlivé oxidačné stavy.

5. Polokovy(germánium, kremík, antimón, bór, polónium atď.). Vo svojej štruktúre majú kryštalickú kovalentnú mriežku.

6. Aktinoidy(amerícium, tórium, aktínium, berkelium, kúrium, fermium atď.).

7. Lantanoidy(gadolínium, samárium, cér, neodým, lutécium, lantán, erbium atď.).

Stojí za zmienku, že v zemskej kôre sú kovy, ktoré nie sú definované v skupinách. Patria sem horčík a berýlium.

Natívne zlúčeniny

V prírode existuje samostatná trieda kryštalickej chemickej kodifikácie. Tieto prvky zahŕňajú prírodné minerály, ktoré nie sú navzájom prepojené zložením. Najčastejšie sa prírodné kovy v prírode tvoria v dôsledku geologických procesov.

V kryštalickom stave je v zemskej kôre známych 45 látok. Väčšina z nich je v prírode extrémne vzácna, a preto ich cena je vysoká. Podiel takýchto prvkov je len 0,1 %. Stojí za zmienku, že nájdenie týchto kovov je tiež náročný a nákladný proces. Je založená na použití atómov so stabilnými obalmi a elektrónmi.

Natívne kovy sa nazývajú aj ušľachtilé kovy. Vyznačujú sa chemickou zotrvačnosťou a stabilitou zlúčenín. Patria sem zlato, paládium, platina, irídium, striebro, ruténium atď. Najčastejšie sa v prírode vyskytuje meď. Železo v prirodzenom stave je prítomné najmä v horských ložiskách vo forme meteoritov. Najvzácnejšími prvkami skupiny sú olovo, chróm, zinok, indium a kadmium.

Základné vlastnosti

Takmer všetky kovy sú za normálnych podmienok tvrdé a odolné. Výnimkou je francium a ortuť, ktoré sú alkalické pre všetky prvky skupiny. Jeho rozsah sa pohybuje od -39 do +3410 stupňov Celzia. Volfrám je považovaný za najodolnejší voči taveniu. Jeho zlúčeniny strácajú svoju stabilitu až pri +3400 C. Medzi ľahko taviteľné kovy treba rozlišovať olovo a cín.

Prvky sa delia aj podľa hustoty (ľahké a ťažké) a plasticity (tvrdé a mäkké). Všetky kovové spoje sú vynikajúce vodiče. Táto vlastnosť je určená prítomnosťou kryštálových mriežok s aktívnymi elektrónmi. Maximálnu vodivosť má meď, striebro a hliník, o niečo nižšiu vodivosť má sodík. Stojí za zmienku vysoké tepelné vlastnosti kovov. Striebro sa považuje za najlepší tepelný vodič, ortuť za najhorší.

Kovy v životnom prostredí

Najčastejšie sa takéto prvky nachádzajú v rudách. Kovy v prírode tvoria siričitany, oxidy a uhličitany. Na čistenie zlúčenín je potrebné ich najskôr izolovať od rudy. Ďalším krokom je legovanie a konečná úprava.

V priemyselnej metalurgii sa rozlišujú železné a neželezné rudy. Prvé sú postavené na báze zlúčenín železa, druhé - na iných kovoch. Drahé kovy sa považujú za platinu, zlato a striebro. Väčšina z nich sa nachádza v zemskej kôre. Malý podiel však pochádza aj z morskej vody.

Aj v živých organizmoch sú ušľachtilé prvky. Ľudia obsahujú asi 3 % zlúčenín kovov. Vo veľkej miere telo obsahuje sodík a vápnik, ktoré fungujú ako medzibunkový elektrolyt. Horčík je potrebný pre normálne fungovanie centrálneho nervového systému a svalovej hmoty, železo je dobré pre krv, meď je dobrá pre pečeň.

Hľadanie zlúčenín kovov

Väčšina prvkov sa nachádza všade pod vrchnou vrstvou pôdy. Najbežnejším kovom v zemskej kôre je hliník. Jeho percento sa pohybuje v rozmedzí 8,2 %. Nájsť najbežnejší kov v zemskej kôre nie je ťažké, pretože sa vyskytuje vo forme rúd.

Železo a vápnik sa v prírode vyskytujú o niečo menej často. Ich percento je 4,1 %. Ďalej nasleduje horčík a sodík – každý po 2,3 %, draslík – 2,1 %. Zvyšné kovy v prírode nezaberajú viac ako 0,6%. Je pozoruhodné, že horčík a sodík možno rovnako získať v súši aj v morskej vode.

Kovové prvky sa v prírode vyskytujú vo forme rúd alebo v prirodzenom stave, ako je meď alebo zlato. Existujú látky, ktoré je potrebné získať z oxidov a sulfidov, napríklad hematit, kaolín, magnetit, galenit atď.

Kovovýroba

Postup extrakcie prvkov spočíva v extrakcii minerálov. Objavenie kovov v prírode vo forme rúd je najjednoduchší a najbežnejší proces v širokom priemysle. Na vyhľadávanie kryštalických ložísk sa používajú špeciálne geologické zariadenia na analýzu zloženia látok na konkrétnom pozemku. Menej často sa objavovanie kovov v prírode týka banálnej metódy otvoreného podzemia.

Po ťažbe začína etapa obohacovania, kedy sa oddeľuje rudný koncentrát od pôvodného nerastu. Na rozlíšenie prvkov sa používa zmáčanie, elektrický prúd, chemické reakcie a tepelné spracovanie. Najčastejšie k uvoľňovaniu kovovej rudy dochádza v dôsledku tavenia, to znamená zahrievania s redukciou.

Ťažba hliníka

Tento proces sa uskutočňuje metalurgiou neželezných kovov. Rozsahom spotreby a výroby je lídrom medzi ostatnými ťažkými priemyselnými odvetviami. Najbežnejší kov v zemskej kôre je v modernom svete veľmi žiadaný. Z hľadiska objemu výroby je hliník na druhom mieste za oceľou.

Tento prvok sa najviac využíva v leteckom, automobilovom a elektrotechnickom priemysle. Je pozoruhodné, že najbežnejší kov v zemskej kôre možno získať aj „umelo“. Takáto chemická reakcia by vyžadovala bauxit. Vzniká z nich oxid hlinitý. Kombináciou tejto látky s uhlíkovými elektródami a fluoridovou soľou pod vplyvom elektrického prúdu môžete získať najčistejšie

Vedúcou krajinou medzi výrobcami tohto komponentu je Čína. Ročne sa tam vytaví až 18,5 milióna ton kovu. Vedúcou spoločnosťou v podobnom rebríčku výroby hliníka je rusko-švajčiarske združenie UC RUSAL.

Aplikácia kovov

Všetky prvky skupiny sú odolné, nepreniknuteľné a relatívne odolné voči teplote. To je dôvod, prečo sú kovy také bežné v každodennom živote. Dnes sa používajú na výrobu elektrických vodičov, odporov, zariadení a domácich potrieb.

Kovy sú ideálne konštrukčné materiály a v stavebníctve sa používajú čisté a kombinované zliatiny. V strojárstve a letectve sú hlavnými spojmi oceľ a tvrdšie spoje.