ما هي أنواع المعادن

المعادن

تعبّر المعادن عن المواد التي تتميز بعدّة خصائص ومنها الموصليّة العالية للتيّار الكهربائي بالإضافة إلى البريق، وفقدها للإلكترونات بسهولة أثناء التفاعل الكيميائيّ مما يؤدّي إلى اكتسابها للأيونات موجبة الشحنة، وتُرتب المعادن في موقعٍ محددٍ في الجدول الدّوري وفقاً لنوعها.[1]

أنواع المعادن

هناك عدّة أنواع من المعادن وتُصنّف نسبةً إلى خصائصها الفيزيائيّة والكيميائيّة، وتعتبر المعادن من أصعب العناصر التي يمكن أن توجد على سطح الأرض، كما تتميز بخصائص خاصّة على عكس العناصر الأخرى الموجودة في الجدول الدّوري؛ حيث توجد غالبيّتها في الحالة الصلبة باستثناء الزئبق الذي يُظهر حركة شبيهة بحركة العنصر بالحالة السائلة، بالإضافة إلى قابليتها للانحناء واتّخاذ أشكال مختلفة مما يجعلها تدخل في صناعة العديد من الأدوات التي يستخدمها الإنسان في حياته، وتُصبح معادن قلويّة عند أكسدتها، كما أنّها تتفاعل مع الأحماض، وتصدأ عند تعرّضها للهواء لفترةٍ طويلةٍ من الزّمن، وتوجد بكميات قليلة في جسم الكائنات الحيّة، وبناءً على الخصائص السابقة فإنّ المعادن تُصنّف إلى خمسة أنواع كما ما يأتي:[2]

المعادن غير الحديديّة

يُستخدم هذا النوع من المعادن بدلاً من عنصر الحديد لصناعة الآلات والمعدّات الأخرى، حيث إنّها ليست ثقيلة جداً كعناصر المعادن الحديديّة، كما تتميّز بأنّها أقل قابلية للتآكل وأكثرها ليونة؛ حيث إنّها تحتاج قوّة ضغط أقل للتمكّن من تشكليها لأي شكل من الأشكال المطلوبة، بالإضافة إلى ما سبق تتميّز هذه المعادن بأنّها قابلة لتوصيل الحرارة والتيّار الكهربائي بشكلٍ جيّد، وبسبب المزايا السابقة ارتفع الطلب على استخدام هذه المعادن في الوقت الحالي، ومثال على هذا النوع عنصر الألومنيوم، والرصاص، والنّحاس.

المعادن الحديديّة

نسبةً لاسم هذا النوع يُمكن الاستدلال على أنّ التركيبة المعدنيّة الخاصّة به تتكوّن من عنصر الحديد بالإضافة لعنصر الكربون، وتُسمّى بهذا الاسم بسبب احتواء معادن هذه المجموعة على عدّة أصناف واستخدامات واسعة، وتتميّز المعادن الحديديّة بصلابتها، وإمكانيّة تشكيلها لعدّة أشكال، وتعتبر موصلات جيّدة للحرارة والتيّار الكهربائي، ومثال على هذا النوع الحديد، والفولاذ.

تُستخدم العناصر الحديديّة في صناعة الآلات والمعدّات الثقيلة بسبب قوتها الكبيرة جداً، حيث إنّها قادرة على تحمّل الأوزان الثقيلة والظروف البيئيّة القاسية، وعلى الرّغم من ذلك فإنّها قابلة للتآكل مع مرور الوقت، كما يمكن أن تذوب في درجات الحرارة العالية.

المعادن النبيلة

كعناصر الغازات النبيلة في الجدول الدّوري فإنّ المعادن النبيلة تتميّز بقلّة رد الفعل أثناء التفاعلات الكيميائيّة، إلّا أنّها تتفاعل عند وجودها على شكل سائل أو مسحوق، وبشكلٍ عامٍ تتميّز معادن هذه المجموعة بعدم تآكلها وإصابتها بالصدأ عند تعرّضها للهواء، بالإضافة لليونتها؛ حيث يمكن تشكيلها بسهولةٍ، كما تتميّز بمرونتها العاليّة؛ حيث تتحوّل إلى رقاقات رفيعة، فيمكن تحويل غرام من الذّهب إلى ورقاقة مساحتها متر مربّع، وقد استُخدمت رقاقات الذّهب من قِبل العالم رذرفورد لدراسة البينة الذرّية، وتعتبر موصلة جيدة للحرارة والتيار الكهربائي، وقد تعتبر أفضل المعادن بالموصليّة، إلّا أنّ تكلفتها مرتفعة جداً بسبب خصائصها النبيلة، وتُستخدم في صناعة المجوهرات، ومن الأمثلة عليها الذّهب، والبلاتين، والفضّة.

المعادن الثقيلة

تُصنّف المعادن ذات الوزن الذرّي المرتفع والكثافة العالية ضمن مجموعة المعادن الثقيلة، إلّا أنّها قد تكون أقل قوة من عنصر الحديد والمعادن الأخرى، كما أنّها لا توجد بشكلٍ كبير في الطبيعة كالمعادن الأخرى، ولذلك يتم تجميعها، وتتميّز بأنّها سامّة وتهدد صحّة الإنسان عند وصولها إلى داخل الجسم كالزرنيخ، والكادميوم، والرصاص.

غالباً ما يُعتقد أنّ المعادن هي مواد صلبة ويُمكن تشكيلها بعدّة أشكال؛ إلّا أنّ عناصر هذه المجموعة لا تتبع هذه القاعدة، وعلى الرغم من أنّ المعادن من المواد الموصلة للتيار الكهربائي والحرارة؛ إلّا أنّ الزئبق رديء التوصيل للحرارة، والرصاص رديء التوصيل للتيار الكهربائي، كما تُستخدم هذه المعادن بعدّة مجالات ومنها الصناعة، والزراعة، والصحّة، بالإضافة إلى أنّها جزء من الجزيئات الحيويّة في النباتات والحيوانات.

السبائك المعدنيّة

تتكوّن عناصر هذه المجموعة من مزيجٍ من المعادن، حيث تتميّز بأنها معادن مختلطة بهدف الحصول على الخصائص المطلوبة كقوة أكبر، أو متانة أكبر، أو مقاومة أكبر ضد التآكل، وقد تُستخدم هذه السبائك لتجنّب توليد الحرارة أو مقاومتها، وتعتبر البندقية مثالاً حياً على استخدام هذه المجموعة حيث إنّها تسخن عند إطلاق النار، لكن نتيجة لاستخدام السبائك فإنّها لا تسخن بشكلٍ سريع جداً كالمعادن التقليديّة.

استخدامات بعض أنواع المعادن الشهيرة

ما يأتي بعض استخدامات المعادن المختلفة والسبائك:[3]

• النحاس: يُستخدم هذا المعدن في صناعة الكيبلات وأسلاك التوصيل الكهربائيّة، والمقابس، حيث يعتبر النّحاس من الموصلات الجيّدة للتيّار الكهربائيّ.
• الحديد: يُستخدم الحديد في صناعة المسامير، والصفائح الحديديّة، وحدوة الحصان، وصناعة الأفران، والقضبان، وكتلة المحرّكات.
• الزّنك: يُستخدم عنصر الزّنك في صناعة الخلايا الجافّة، وتغليف صفائح الحديد بهدف منعها من الصدأ.
• الفضّة الألمانيّة: يُستخدم هذا العنصر في صناعة النقود الفضيّة.
• البرونز: يُستخدم لصناعة التروس، ومراوح السفن، ومواقف العجلات وغيرها.
• الألومنيوم: يُستخدم في صناعة الأواني المعدّة لمقاومة التآكل، بالإضافة إلى استخدامه في صناعة بعض أجزاء الطائرات نظراً لخفّة وزنه.

كيفيّة التفريق بين المعادن وغير المعادن

يُمكن تحديد ما إذا كان العنصر معدنياً أو غير معدني عن طريق معرفة موقعه في الجدول الدوري، حيث يوجد خط متعرّج يمتد إلى أسفل الجهة اليمنى من الجدول، وكلّ عنصر يقع على يمكين ذلك الخط هو عنصر لا فلزيّ، والعناصر الأخرى هي عناصر معدنيّة باستثناء نصر الهيدروجين الذي يعد عنصراً غير معدني في الحالة الغازيّة والظروف المعياريّة، كما يمكن الاستدلال على المعدن عن طريق الاسم، فالمعادن غالباً ما ينتهي اسمها بالمقطع (يوم) كالبريليوم والتيتانيوم.[4]

المراجع

1. ↑ Anne Marie Helmenstine (6-3-2017), "Metal Definition"، www.thoughtco.com, Retrieved 20-12-2017. Edited.
2. ↑ ranga.nr, "Different Types of Metals|Their Properties & Uses"، www.studyread.com, Retrieved 21-12-2017. Edited.
3. ↑ "Metals", chemistry.tutorvista.com, Retrieved 3-1-2017. Edited.
4. ↑ Anne Marie Helmenstine (10-8-2017), "Examples and Uses of Metals and Nonmetals"، www.thoughtco.com, Retrieved 21-12-2017. Edited.