KOVINE: ZGODOVINA, LASTNOSTI, VRSTE, UPORABE, PRIMERI - KEMIJA - 2026

Na kovine tvorjeni s skupino elementov, ki se nahajajo na levi strani, z izjemo Nemetal vodika, skupine periodnega sistema. Kovine predstavljajo približno 75% kemičnih elementov, zato lahko rečemo, da je velik del narave kovinski.

Kovine, ki jih je človek sprva predelal v prazgodovini, so bile naslednje: zlato, srebro, baker, kositer, svinec in železo. To je bilo posledica dejstva, da so bili v domačem stanju ali ker so zanje zlahka obdelovali uporabne predmete.

Kovinski elementi v modri barvi. Metalloidi v zeleni barvi in ​​nekovine v rjavi barvi

Zdi se, da je čarovnija, da lahko iz kup kamnin in mineralov izvlečemo svetleča in srebrna telesa (z nekaterimi pomembnimi in izjemnimi izjemami). Tak primer je boksit in aluminij, iz čigar glinenih kamnin se ta zmanjšana kovina pridobiva v listih ali srebrnih papirjih.

Kovine so okvir industrije; so njegove kabli, reaktorji, enote, zabojniki, vse na nek ali drugačen način sestavljeni iz kovin in njihovih zlitin.

Prvi kovanci, orožje, orodje, oklep so bili narejeni s kovinami, da bi jih kasneje uporabili pri izdelavi vozil, koles, čolnov, letal, računalnikov, med drugimi bistvenimi predmeti v sodobnem življenju.

Zgodovina

Bakrena doba

Metalurška širitev - Vir: Metallurgical diffusion.svg pod licenco Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International

Leta 9000 pred našim štetjem so bili na Bližnjem vzhodu izdelani prvi kovani bakreni kovinski predmeti, ko je človek odkril, da je kladivo bakra povečalo njegovo trdnost in odpornost, saj so ga uporabili za izdelavo nožev. To je bakrena doba.

Ugotovljeno je bilo, da je baker mogoče dobiti s segrevanjem modrih mineralov, kot sta korvelit in malahit (4000-3000 pr. N. Št.).

Kalkolitno obdobje je obdobje pred bronasto dobo, ki ustreza 5.000-3.000 pr.n.št. Človek je začel eksperimentirati s taljenjem in taljenjem bakra, da bi dobil baker, kovan iz bakrovega oksida.

Bronasta doba (3.000-1.500 pr.n.št.)

Gradivo iz bronaste dobe - Vir: Gaguilella pod licenco Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International.

Človek je verjetno po naključju začel izdelovati zlitine, sprva iz bakra in arzena, kasneje pa iz bakra in kositra, da bi na Bližnjem vzhodu pridobival bron.

Bronasti izdelki, ki ustrezajo temu času, so imeli 87% bakra, 11% kositra in majhne količine železa, arzena, niklja, svinca in antimona.

Železna doba (700 pr. N. Št.)

Moški je svoje izkušnje iz proizvodnje kovanega bakra uporabil za proizvodnjo kovanega železa na Bližnjem vzhodu. V istem obdobju je prišlo do granulacije etruščanskega prahu v Italiji.

Najstarejša znana proizvodnja jekla, zlitine železa in ogljika, se je manifestirala v kosih kovine na arheološkem najdišču v Anatoliji (1800 pr.n.št.)

Okrog 1122 AD, ob neznanem datumu in kraju, so uvedli lito železo. Leta 1440 je bil izdelan Veliki zvonik Pekinga na Kitajskem. Skoraj tri stoletja pozneje, leta 1709 AD, nastaja staljeno železo z uporabo koksa kot gorivnega materiala.

Leta 1779 so v Angliji uporabili lito železo kot arhitekturni material. Henry Bessenir je leta 1855 uporabil surovo železo kot surovino za pridobivanje blagega jekla. Angleški Clark in Wood (1872) so patentirali zlitino, ki trenutno velja za nerjavno jeklo.

Fizikalne lastnosti kovin

Bron teh starodavnih zvonov dokazuje uporabnost kovin za okrasne ali verske namene. Vir: Pxhere.

Med fizikalnimi lastnostmi kovin imamo:

-Metalci so sijočega videza in lahko odbijajo svetlobo.

Na splošno so dobri prevodniki električne energije in toplote.

-Imajo visoka tališča in vrelišča.

-Plasti so, to je, da jih je mogoče udariti, da se ustvarijo tanke plošče.

-To so nodularne, z njimi lahko izdelujete žice ali vlakna zelo majhnega premera.

-Predstavljeni so v trdnem stanju, razen živega srebra, ki je tekoče pri sobni temperaturi, in galija, ki se topi samo tako, da ga stisnete med roke. Na naslednji sliki lahko vidite posodo z živim srebrom:

-To so neprozorna telesa, tanke plošče jih svetloba ne prekriža.

-To so zelo trdi, razen natrija in kalija, ki jih lahko razrežemo z nožem.

-Imajo visoko gostoto, osmij in iridij imata največjo gostoto, litij pa najnižjo.

Kemične lastnosti kovin

Med nekaterimi kemičnimi lastnostmi kovin imamo:

-Stročijo izgubljati elektrone in tvorijo kovinske katione, M ^{n +} , kjer n označuje njihovo oksidacijsko število, ki samo za alkalne in zemeljsko-zemeljske kovine sovpada z njihovim valenčnim številom.

-Njega elektronegativnosti je malo.

- Korodirajo in doživljajo oksidacijsko škodo.

-Oblikuje osnovne okside pri reakciji s kisikom. Ti oksidi v kombinaciji z vodo tvorijo kovinske hidrokside. Kovinski oksidi reagirajo s kislinami in tvorijo soli in vodo.

-Dobri so reducenti, saj se odpovedujejo svojim elektronom.

Vrste kovin

Kovine razvrščamo v naslednje alkalne, alkalno-zemeljske, post-tranzicijske, prehodne in tako imenovane redke zemlje.

Alkalijske kovine

Običajno jih v naravi ne najdemo proste, saj oksidirajo zlahka. V zunanji orbitalni lupini imajo suborbital s ¹ , zato imajo +1 oksidacijsko stanje. To so kovine, ki reagirajo eksotermično z vodo in se močno zmanjšujejo.

Alkalijske kovine

So kovine in nodularne kovine. Atomi elementov v tej skupini imeti y ² konfiguracijo , tako da lahko odreči dva elektrona in njihovo oksidacijsko stanje je 2. Z izjemo berilija se oksidira pri izpostavljenosti zraku.

Post tranzicijske kovine

Gre za kovine tako imenovanega p bloka, ki se nahajajo med prehodnimi kovinami in metaloidi v periodični tabeli.

Elementi iz skupine 3 imajo oksidacijsko stanje +1 in +3 kot najpogostejša, čeprav ima aluminij le oksidacijsko stanje +3. Tudi del post tranzicijskih kovin je nekaj v skupinah 14 in 15.

Prehodne kovine d

Tvorijo skupino, ki jo najdemo med elementi, ki tvorijo bazo, in elementi, ki tvorijo kislino. Atomske orbitale d in f sta nepopolni in polni. Čeprav se izraz prehodne kovine nanaša na prehodne kovine d.

Prehodne kovine imajo več kot eno oksidacijsko stanje. Imajo višja tališča in vrelišča kot druge skupine kovin. Prehodne kovine so zelo heterogena skupina kovin, ki med drugim vključuje železo, krom, srebro itd.

Redke zemlje

Redka zemeljska ruda

To skupino kovin sestavljata elementi skandija in itrij ter elementi serije lantanidov in aktinidov. Izraz "redke zemlje" se nanaša na dejstvo, da jih v naravi ne najdemo v čistih stanju in jih je mogoče pritrditi s kislinami.

Prijave

Alkalijske kovine

Litij se uporablja kot medij za prenos toplote v nekaterih jedrskih reaktorjih. Uporablja se v nekaterih suhih baterijah in svetlobnih akumulatorjih. Litijev klorid in litijev bromid sta higroskopske spojine, ki se uporabljajo v industrijskih postopkih sušenja in klimatizacije.

Natrij se uporablja v metalurgiji kovin, kot sta titan in cirkonij. Uporablja se pri javni razsvetljavi v žarnicah z natrijevim lokom. Natrijev klorid (NaCl) se uporablja kot aroma za živila in za konzerviranje mesa.

Alkalijske kovine

Magnezij so v fotografiji uporabljali kot bliskavico in ognjemet. Barij je sestavina zlitin, ki se uporabljajo v svečkah zaradi enostavnosti elementa, da oddaja elektrone. Barijeve soli se uporabljajo za omejevanje rentgenskih poškodb plošč v prebavilih.

Kalcij se uporablja za odstranjevanje raztopljenih nečistoč v staljenih kovinah in za odstranjevanje odpadnih plinov v vakuumskih ceveh. Je del ometa, materiala, ki se uporablja v gradbeništvu in pri zdravljenju zlomov kosti.

Post tranzicijske kovine

Aluminij, ker je lahka kovina, se uporablja pri gradnji letal in ladij. Uporablja se tudi pri izdelavi številnih kuhinjskih pripomočkov. Uporablja se kot surovina pri izdelavi deodorantov, ki omejujejo potenje.

Galij se uporablja v visokotemperaturnih tranzistorjih in termometrih. Izotop ⁶⁷ Ga se uporablja v medicini za zdravljenje nekaterih melanomov. Svinec se uporablja pri gradnji baterij in pri zaščiti pred ionizirajočim sevanjem.

Prehodne kovine

Baker se uporablja v vodovodnih ceveh, hladilnikih in klimatskih napravah. Uporablja se tudi kot del mehanizma za odvajanje toplote računalnikov. Uporablja se pri prevodnosti električnega toka, v elektromagnetih in pri barvanju očal.

Nikelj se uporablja za izdelavo nerjavečega jekla, pa tudi za kitare in strune za ponovno polnjenje. Uporablja se tudi pri galvanizaciji pri zaščiti kovin. Uporablja se v zlitinah, ki jih najdemo v delih vozil, kot so ventili, ležaji in zavore.

Nikelj se že dolgo uporablja pri izdelavi kovancev.

Cink se uporablja za zaščito kovin pred korozijo, pri proizvodnji medenine. Cinkov oksid in cinkov sulfat se uporabljata pri izdelavi pločevin, ki se uporabljajo v strehah, žlebovih in izpustih.

Krom se uporablja za zaščito kovin pred korozijo in jim daje sijaj. Uporablja se kot katalizator pri reakciji sinteze amoniaka (NH ₃ ). Kromov oksid se uporablja za zaščito lesa.

Redke zemlje

Scandium se uporablja v zlitinah z aluminijem za vesoljske komponente. Je dodatek v živosrebrnih žarnicah.

Lanthanum se uporablja v steklih z visokim lomnim indeksom, odpornim proti alkaliji. Poleg tega se uporablja pri izdelavi leč za kamere in kot katalizator katalitskega krekinga za rafinerije nafte.

Cerium se uporablja kot kemično oksidacijsko sredstvo. Poleg tega se uporablja za dovajanje rumene barve v steklu in keramiki, pa tudi kot katalizator za samočistilne pečice.

Primeri kovinskih elementov

Alkalna

Natrij (Na), kalij (K), cezij (Cs), litij (Li) in rubidij (Ru).

Alkalno-zemljan

Berilij (Be), magnezij (Mg), kalcij (Ca), stroncij (Sr), barijev (Ba) in radij (Ra).

Post-tranzicijski

Aluminij (Al), galij (Ga), Indij (In), talij (Tl), kositer (Sn) in svinec (Pb).

Prehodno

Titan (Ti), vanadij (V), krom (Cr), mangan (Mn), železo (Fe), kobalt (Co), nikelj (Ni), baker (Cu), cink (Zn), cirkonij (Zr), niobij (Nb), molibden (Mo), paladij (Pd), srebro (Ag), volfram (W), renij (Re), osmij (Os), iridij (Ir),

Platina (Pt), zlato (Au) in živo srebro (Hg).

Redke zemlje

Skandij (Sc), itrij (Y), lantan (La), cerij (Ce), prazeodimij (Pr), neodim (Nd), samarij (Sm), evropij (Eu), gadolinij (Gd), holmij (Ho), erbij (Er), thulij (Tm), itterbij (Yb) in lutecij (Lu).

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
3. Helmenstine, Anne Marie, dr. (5. oktober 2019). Kovine in nekovine. Pridobljeno: misel.com
4. Kovine in njihove lastnosti - fizikalne in kemične. . Pridobljeno iz: csun.edu
5. Jonathan Maes. (2019). 18 različnih vrst kovin (dejstva in uporabe). Pridobljeno: makeitfrommetal.com