Kovy jsou skupinou prvků, které mají jedinečné vlastnosti, jako je elektrická vodivost, vysoký přenos tepla, kladný koeficient odporu, charakteristický lesk a relativní tažnost. Tento typ látky je jednoduchý, pokud jde o chemické sloučeniny.
Klasifikace podle skupin
Kovy patří mezi nejběžnější materiály používané lidstvem v celé jeho historii. Většina z nich se nachází ve středních vrstvách zemské kůry, ale existují i takové, které jsou ukryty hluboko v horských usazeninách.
Kovy v současnosti zabírají většinu periodické tabulky prvků (94 ze 118 prvků). Z oficiálně uznaných skupin stojí za zmínku tyto skupiny:
1. Alkalické (lithium, draslík, sodík, francium, cesium, rubidium). Při kontaktu s vodou tvoří hydroxidy.
2. Alkalické zeminy (vápník, baryum, stroncium, radium). Liší se hustotou a tvrdostí.
3. Světlo (hliník, olovo, zinek, gallium, kadmium, cín, rtuť). Často se používá ve slitinách kvůli nízké hustotě.
4. přechodné (uran,zlato, titan, měď, stříbro, nikl, železo, kob alt, platina, palladium atd.). Mají proměnný oxidační stav.
5. Polokovy (germanium, křemík, antimon, bor, polonium atd.). Ve své struktuře mají krystalickou kovalentní mřížku.
6. Aktinidy (americium, thorium, aktinium, berkelium, curium, fermium atd.).
7. Lanthanoidy (gadolinium, samarium, cer, neodym, lutecium, lanthan, erbium atd.).
Za zmínku stojí, že v zemské kůře jsou kovy a ty, které nejsou definovány ve skupinách. Patří mezi ně hořčík a berylium.
Nativní sloučeniny
V přírodě existuje samostatná třída krystalicko-chemické kodifikace. Mezi tyto prvky patří nativní kovy. Jde o minerály, které spolu nesouvisí. Přírodní kovy v přírodě nejčastěji vznikají jako výsledek geologických procesů.
45 látek je známo v krystalickém stavu v zemské kůře. Většina z nich je v přírodě extrémně vzácná, proto jejich cena je vysoká. Podíl takových prvků je pouze 0,1 %. Je třeba poznamenat, že hledání těchto kovů je také pracný a nákladný proces. Je založen na použití atomů se stabilními obaly a elektrony.
Nativní kovy se také nazývají ušlechtilé. Vyznačují se chemickou setrvačností a stabilitou sloučenin. Patří sem zlato, palladium, platina, iridium, stříbro, ruthenium atd. Nejčastěji se v přírodě vyskytuje měď. Železo v původním stavu je přítomno především v horských nalezištích ve formě meteoritů. nejvícevzácnými prvky této skupiny jsou olovo, chrom, zinek, indium a kadmium.
Základní funkce
Téměř všechny kovy jsou za normálních podmínek tvrdé a odolné. Výjimkou je francium a rtuť, alkalické kovy. Teplota tání pro všechny prvky skupiny je různá. Jeho rozsah se pohybuje od -39 do +3410 stupňů Celsia. Wolfram je považován za nejodolnější vůči tavení. Jeho sloučeniny ztrácejí odolnost až při teplotách nad +3400 C. Olovo a cín je třeba odlišit od snadno tavitelných kovů.
Prvky se také dělí podle hustoty (lehké a těžké) a plasticity (tvrdé a měkké). Všechny kovové sloučeniny velmi dobře vedou elektrický proud. Tato vlastnost je způsobena přítomností krystalových mřížek s aktivními elektrony. Měď, stříbro a hliník mají maximální vodivost, sodík má vodivost o něco nižší. Za zmínku stojí vysoké tepelné vlastnosti kovů. Stříbro je považováno za nejlepší vodič tepla, rtuť je nejhorší.
Kovy v prostředí
Nejčastěji lze tyto prvky nalézt ve formě sloučenin a rud. Kovy v přírodě tvoří siřičitany, oxidy, uhličitany. K čištění sloučenin je nejprve nutné je izolovat od složení rudy. Dalším krokem bude legování a konečné zpracování.
V průmyslové metalurgii se rozlišují železné a neželezné rudy. První jsou postaveny na bázi sloučenin železa, druhé na jiných kovech. Platina, zlato a stříbro jsou považovány za drahé kovy. Většina z nich je v zemské kůře. nicméněv menší míře tvoří malý podíl také mořská voda.
I v živých organismech jsou ušlechtilé prvky. Člověk obsahuje asi 3 % sloučenin kovů. Z větší části tělo obsahuje sodík a vápník, které fungují jako mezibuněčný elektrolyt. Hořčík je nezbytný pro normální fungování centrálního nervového systému a svalové hmoty, železo je dobré pro krev, měď je dobrá pro játra.
Hledání sloučenin kovů
Většina prvků se všude nachází pod horní vrstvou půdy. Nejběžnějším kovem v zemské kůře je hliník. Jeho procento se pohybuje v rozmezí 8,2 %. Najít nejběžnější kov v zemské kůře není obtížné, protože se vyskytuje ve formě rud.
Železo a vápník jsou v přírodě o něco méně běžné. Jejich procento je 4,1 %. Dále následuje hořčík a sodík – každý po 2,3 %, draslík – 2,1 %. Zbývající kovy v přírodě nezabírají více než 0,6 %. Je pozoruhodné, že hořčík a sodík lze stejně těžit jak v zemi, tak v mořské vodě.
Kovové prvky se v přírodě vyskytují ve formě rud nebo v přirozeném stavu, jako je měď nebo zlato. Existují látky, které je třeba získat z oxidů a sulfidů, například hematit, kaolin, magnetit, galenit atd.
Výroba kovů
Postup při získávání prvků spočívá v získávání minerálů. Hledání kovů v přírodě ve formě rud je nejjednodušší a nejběžnější proces v obecném průmyslu. Pro vyhledáváníkrystalických ložisek, speciální geologické zařízení se používá k analýze složení látek v konkrétní části země. Vzácněji je přítomnost kovů v přírodě redukována na banální povrchovou podzemní metodu.
Po těžbě začíná fáze obohacování, kdy se rudný koncentrát odděluje od původního minerálu. K rozlišení prvků se používá smáčení, elektrický proud, chemické reakce, tepelné zpracování. Nejčastěji k uvolňování kovové rudy dochází v důsledku tavení, tedy ohřevu s rekuperací.
Těžba hliníku
Tento proces se zabývá metalurgií neželezných kovů. Spotřebou a výrobou je lídrem mezi ostatními odvětvími těžkého průmyslu. Nejběžnější kov v zemské kůře je v moderním světě velmi žádaný. Z hlediska výroby je hliník na druhém místě za ocelí.
Především se tento prvek používá v leteckém, automobilovém a elektrotechnickém průmyslu. Pozoruhodné je, že nejběžnější kov v zemské kůře lze získat i „umělými“prostředky. Pro takovou chemickou reakci jsou zapotřebí bauxity. Tvoří oxid hlinitý. Kombinací této látky s uhlíkovými elektrodami a fluoridovou solí působením elektrického proudu můžete získat nejčistší hliníkovou rudu.
Čína je přední zemí mezi výrobci tohoto komponentu. Ročně se tam vytaví až 18,5 milionu tun kovu. Rusko-švýcarské sdružení UC RUSAL je lídrem v podobném hodnocení těžby hliníku.
Použití kovů
Všechny prvky skupiny jsou odolné, nepropustné a relativně odolné vůči teplotě. Proto jsou kovy v každodenním životě tak běžné. Dnes se z nich vyrábí elektrické dráty, odpory, spotřebiče a předměty pro domácnost.
Kovy jsou ideální konstrukční a nástrojové materiály. Ve stavebnictví se používají čisté a kombinované slitiny. Ve strojírenství a letectví jsou hlavními spoji ocel a tvrdší spoje.
