أنواع المعادن واستخداماتها

أنواع المعادن واستخداماتها تتعدد أنواع المعادن واستخدامها وتصنف على حسب الخصائص الكيميائية والفيزيائية المميزة لها، لكنها تتميز بالكثير من الخصائص المهمة على عكس الأنواع الأخرى من العناصر بالجدول الدوري.

حيث أن معظمها يكون صلب، وبعضهم يكون قابل للانحناء، وجميعها يمكن أن تتفاعل مع المركبات الحمضية، كما تعد المعادن من العناصر التي من الصعب توافرها بالقشرة الأرضية بصورة مستمرة، لكنها تدخل في الكثير من الصناعات المهمة.

نبذة عن المعادن وكيفية تكوينها

• المعادن هي مركبات أو عناصر صلبة متجانسة، تتكون في الطبيعة بواسطة العمليات البيولوجية الطبيعية غير العضوية.
  • يطلق عليها أسم الفلزات في بعض الدول العربية، يطلق هذا الاسم على البناء الفلزي.
  • أو المعدني فقط لكن يطلق أيضًا على المركب الكيميائي بصفة عامة.
• يختلف تركيب المعادن من السيليكات شديدة التعقد إلى الأملاح البسيطة والعناصر النقية، كما تتميز بالتركيب الكيميائي الخاص والبناء البلوري مميز.
  • وتتفق جميع المعادن في أن جميع خواصها الفيزيائية ثابتة ومحددة، كما تتميز بالعديد من الخصائص التابعة لمكانها بالجدول الدوري.

أنواع المعادن واستخداماتها 

هناك الكثير من أنواع المعادن واستخداماتها  المختلفة، المهمة في حياة الإنسان ولا يستطيع الاستغناء عنها، حيث تتكون هذه المعادن وتتشكل بناءً على العوامل التي تحيط بها ومن أهم أنواع هذه المعادن:

المعادن الحديدية

• سميت هذا النوع باسم المعادن الحديدية لان العنصر الرئيسي في تكوينها هو عنصر الحديد (Fe).
  • لكن في حالة إضافة عنصر الكربون (C) إليه يزداد صلابة ويطلق عليه اسم الفولاذ.
  • يشتهر هذا النوع من المعادن بالصلابة الشديدة وتحمل الضغط العالي، والأشكال المتعددة.
  • كما أن المعادن الحديدية جيدة التوصيل للحرارة والكهرباء؛ لذلك تدخل في صناعة الآلات الكبيرة والثقيلة.
• لكن يمكن أن تكون في حالة سائلة إذا تعرضت إلى درجات حرارة شديدة الارتفاع.
  • بالإضافة إلى احتمالية تعرضه للصدأ بسبب تفاعله مع مركب الأكسجين.
  • مثل” أكسيد الحديد، كربون الحديد، الهيماتيت، المغنيتيت، كبريت أرسيد الحديد. 

المعادن الثقيلة

• هذا النوع من المعادن لا يتوافر بشكل كبير في الطبيعة مثل الأنواع الأخرى من المعادن وتتميز هذه المعادن بالكثافة العالية.
  • حيث أن بعضها يكون سام شديد الخطورة على صحة الإنسان حيث يوجد بعضها في أنواع من المواد الغذائية.
  • وبسبب كثافتها العالية يبقى جزء منها عالق الأنسجة المختلفة ويترسب بعضها في العظام والدم.
  • لكن بالرغم من ذلك فإن بعض منها مهم من الجانب البيولوجي بكميات قليلة جدًا.
• ومن أمثلتها” الرصاص، الزرنيخ، الزئبق، النحاس، السيلينيوم، الزنك، الفضة، النيكل، الكادميوم، الكروم، المنجنيز.

المعادن الثمينة

• يطلق عليها أسم الفلزات النفيسة، وهي المعادن التي تكون العناصر الخاصة بها الكيميائية المعدنية.
  • غير متوفرة بشكل مستمر أي نادر وجدوها، كما تتميز بأن قيمتها الاقتصادية عالية بشكل مستمر.
• بالإضافة إلى أن هذا النوع من المعادن يكون قليل التفاعل مع أغلب العناصر الأخرى الموجودة بالطبيعة.
  • كما يتميز بدرجة مرونة عالية ودرجة أنصار مرتفعة أكثر من أنواع المعادن الأخرى.
  • وتكون هذه الفلزات الثمينة ذات بريق جذاب، حيث تم استخدمها في صناعة العملات في العصور القديمة.

معادن النبيلة

• هي المعادن التي تتميز بمقاومتها للصدأ والأكسدة والتآكل في الهواء الرطب لذلك سميت بهذه الاسم.
  • كما تتميز بالمرونة واللين يمكن تشكيلها كما ترغب، بالإضافة إلى أنها نادرة الوجود بالقشرة الأرضية.
  • ونتيجة لذلك يكون سعرها مرتفع، ونجد أنها جيدة التوصيل بالحرارة.
• ومن أشهر أمثالها” الذهب، البلاديوم، البلاتين، الفضة، الرينيوم.

المعادن غير الحديدية

• لا يحتوي هذا النوع من المعادن على الحديد، لكنها تحمل بعض خواصه مثل المقاومة للصدأ وجيدة التوصيل للكهرباء.
• لكن لا يمكن استخدامها في صناعة المغناطيس، فهي تتميز بالمرونة والقابلية للانحناء.
• والتشكيل على أي شكل وغير قابلة للذوبان مهما كانت درجة الحرارة المتعرضة لها.
• الوزن الخفيف والملمس الناعم، ويستخدم هذا النوع من المعادن.
• في صناعة بعض الأجزاء المعينة من الطائرات والعلب المعدنية المختلفة ومتعددة الاستخدامات.

السبائك المعدنية

• سميت بهذا الاسم لأن عناصرها تتكون نتيجة مزج أكثر من معدن معًا مشكلين السبيكة.
• حيث أن الهدف من توافر هذه المعادن المختلطة هو الحصول على كافة الخصائص المميزة لكل معدن.
• وإنشاء مزيج أكثر قوة ومقاومة أكبر ضد الصدأ والتآكل وصلابة ومتانة به العديد له العديد من الخصائص والمميزات.
• وتدخل هذه السبائك في الصناعات التي تتجنب توليد المقاومة والحرارة مثل صناعة المعدات العسكرية والأسلحة.

أهم خصائص المعادن

1. تمتلك المعادن العديد من الخصائص المختلفة المهمة، والتي يستخدمها الإنسان في حياته بصورة دائمة ويمكن تحديد أهم هذه الخصائص في:
2. أغلب حالات المعادن التي تكون موجودة في الطبيعة صلبة، حيث تأخذ تركيباتها الأشكال البلورية القريبة من بعضها والمتماثلة في الذرات.
3. كما تتميز الكثير من المعادن بقدرتها الفائقة في التوصيل الحراري والكهربائي بشكل كبير، وذلك نتيجة لطبيعة إلكتروناتها الحرة.
4. توجد بعض المعادن التي لها بريق يمكن من خلاله عكس الضوء.
5. تفوق كثافة أنواع من المعادن عن غيرها من المواد الكيميائية.
6. الكثير من المعادن لها القدرة على مواجهة الإجهاد تحمل استمرار الضغط الواقع عليها وتكراره بدرجة كبيرة.
7. لدي بعض المعادن القابلية العالية للطي والطرق والتبلور، حيث يتم صناعة الأسلاك الطويلة والرفيعة من خلالها.
8. تتفاعل الكثير من المعادن بأنواعها المختلفة بسرعة كبيرة مع الأملاح الموجودة في الطبيعة، حيث تجد أنه من النادر وجود معدن غير متفاعل مع الأملاح بل تجده في الصورة الخام من الكبريتات والأكاسيد.
9. أغلب المعادن خاصية تحمل الحرارة حيث أن أغلبها تحتاج لانصهارها درجات حرارة مرتفعة جدًا.
10. تكتسب أغلب المعادن اللون الرمادي، ويكون ذلك نتيجة لانعكاسات الضوء، كما يمكن أن يكتسب بعضها اللون الأصفر كما في الذهب، وأيضًا هناك أنواع تتميز بلون يميل للأزرق مثل معدن النحاس بسبب تعرضه للهواء.

الاستخدامات المختلفة للمعادن في حياتنا

تعد المعادن من العناصر الطبيعية المهمة في حياة الإنسان، حيث أن هناك العديد من أنواع المعادن، واستخداماتها الكثرة التي لا حصر لها.

والتي يدخل الكثير منها في الصناعات المختلفة في الوقت الحالي نتيجة لتقدم الصناعة والاتجاه نحو استخدام خيرات الطبيعة، ومن أهم استخدامات المعادن تبعًا لخصائصها المميزة هي:

• هناك بعض الأنواع من المعادن التي تتميز بألوانها الجميلة والمميزة، وإمكانية تشكيلها واستخدام قطع صغيرة منها.
  • مثل الفضة والنحاس والذهب وتدخل هذه المعادن في صناعة الحلي والمجوهرات والزخارف والعملات المعدنية.
• تدخل أنواع من المعادن تحمل خصائص قوية ودرجة تحمل عالية وتتميز بالصلابة ومقاومتها للصدأ مثل الفولاذ والحديد، في صناعة هياكل السفن والطائرات والقطارات والمركبات.
• أيضًا تستخدم أنواع المعادن التي تتميز بالقدرة على التوصيل الجيد للحرارة والكهرباء وبها درجة عالية من المرونة.
  • والليونة تسمح بتشكيلها حسب الاحتياج في صناعة الأسلاك الكهربائية وموصلات الطاقة.
  • ومن أشهر الأمثلة على هذا النوع من المعادن هو معدن النحاس. 
• في العصور القديمة كانت تستخدم المعادن الثمينة في صناعة الأثاث وزخرفتها وتزينها خصوصًا التي كان يتم صناعتها للملوك.
  • والدليل على ذلك العروش المصنوعة من الذهب والحديد التي تم العثور عليها في مقبرة الملك توت عنخ أمون التابع للعصور المصرية العتيقة
• نجد أن المحيطين في أنواع المعادن واستخدمتها يستخدمون بعضها في صناعة مواد البناء والتشييد.
  • مثل الحديد بسبب صلابته العالية وقوته ويمكن التحكم في شكله وتحويله حسب المطلوب في البناء. 
• كما تدخل بعض أنواع المعادن في صناعة الأواني وأدوات الطعام المختلفة وأجزاء الطائرات التي لا تحتاج لوزن كبير مثل الألومنيوم.