Logam adalah sekelompok elemen yang memiliki sifat unik seperti konduktivitas listrik, perpindahan panas yang tinggi, koefisien resistansi positif, kilau karakteristik, dan keuletan relatif. Jenis zat ini sederhana dalam hal senyawa kimia.
Klasifikasi berdasarkan grup
Logam adalah salah satu bahan yang paling umum digunakan oleh umat manusia sepanjang sejarahnya. Kebanyakan dari mereka terletak di lapisan tengah kerak bumi, tetapi ada juga yang tersembunyi jauh di dalam endapan gunung.
Saat ini, logam menempati sebagian besar tabel periodik (94 dari 118 elemen). Dari kelompok-kelompok yang diakui secara resmi, perlu diperhatikan kelompok-kelompok berikut:
1. Alkali (litium, kalium, natrium, fransium, sesium, rubidium). Ketika kontak dengan air, mereka membentuk hidroksida.
2. Alkali tanah (kalsium, barium, strontium, radium). Berbeda dalam kepadatan dan kekerasan.
3. Cahaya (aluminium, timah, seng, galium, kadmium, timah, merkuri). Sering digunakan dalam paduan karena kepadatan rendah.
4. transisi (uranium,emas, titanium, tembaga, perak, nikel, besi, kob alt, platinum, paladium, dll). Mereka memiliki tingkat oksidasi yang bervariasi.
5. Semimetals (germanium, silikon, antimon, boron, polonium, dll.). Mereka memiliki kisi kristal kovalen dalam strukturnya.
6. Aktinida (amerisium, thorium, actinium, berkelium, curium, fermium, dll.).
7. Lantanida (gadolinium, samarium, cerium, neodymium, lutetium, lantanum, erbium, dll.).
Perlu dicatat bahwa ada logam di kerak bumi dan yang tidak dikelompokkan. Ini termasuk magnesium dan berilium.
Senyawa asli
Di alam, ada kelas terpisah dari kodifikasi kristal-kimia. Unsur-unsur ini termasuk logam asli. Ini adalah mineral yang tidak terkait satu sama lain. Paling sering, logam asli di alam terbentuk sebagai hasil dari proses geologis.
45 zat dikenal dalam bentuk kristal di kerak bumi. Kebanyakan dari mereka sangat langka di alam, karenanya harganya mahal. Bagian elemen tersebut hanya 0,1%. Perlu dicatat bahwa menemukan logam ini juga merupakan proses yang melelahkan dan mahal. Ini didasarkan pada penggunaan atom dengan kulit dan elektron yang stabil.
Logam asli juga disebut mulia. Mereka dicirikan oleh kelembaman kimia dan stabilitas senyawa. Ini termasuk emas, paladium, platinum, iridium, perak, rutenium, dll. Tembaga paling sering ditemukan di alam. Besi dalam keadaan asli hadir terutama di endapan gunung dalam bentuk meteorit. oleh sebagian besarunsur langka dari kelompok ini adalah timbal, kromium, seng, indium, dan kadmium.
Fitur Dasar
Hampir semua logam dalam kondisi normal keras dan tahan. Pengecualian adalah fransium dan merkuri, logam alkali. Temperatur leleh semua unsur dalam golongan berbeda. Kisarannya berkisar dari -39 hingga +3410 derajat Celcius. Tungsten dianggap yang paling tahan terhadap leleh. Senyawanya kehilangan ketahanannya hanya pada suhu di atas +3400 C. Timbal dan timah harus dibedakan dari logam yang mudah meleleh.
Juga, elemen dibagi menurut kerapatan (ringan dan berat) dan plastisitas (keras dan lunak). Semua senyawa logam menghantarkan listrik dengan sangat baik. Sifat ini disebabkan oleh adanya kisi kristal dengan elektron aktif. Tembaga, perak dan aluminium memiliki konduktivitas maksimum, natrium memiliki konduktivitas yang sedikit lebih rendah. Perlu dicatat sifat termal logam yang tinggi. Perak dianggap sebagai konduktor panas terbaik, merkuri adalah yang terburuk.
Logam di lingkungan
Paling sering, unsur-unsur ini dapat ditemukan dalam bentuk senyawa dan bijih. Logam di alam membentuk sulfit, oksida, karbonat. Untuk memurnikan senyawa, pertama-tama perlu mengisolasi mereka dari komposisi bijih. Langkah selanjutnya adalah paduan dan pemrosesan akhir.
Dalam metalurgi industri, bijih besi dan non-ferro dibedakan. Yang pertama dibangun atas dasar senyawa besi, yang terakhir pada logam lain. Platinum, emas dan perak dianggap sebagai logam mulia. Sebagian besar berada di kerak bumi. Namunpada tingkat lebih rendah, air laut juga menyumbang sebagian kecil.
Ada unsur mulia bahkan dalam organisme hidup. Seseorang mengandung sekitar 3% senyawa logam. Untuk sebagian besar, tubuh mengandung natrium dan kalsium, yang bertindak sebagai elektrolit antar sel. Magnesium diperlukan untuk fungsi normal sistem saraf pusat dan massa otot, zat besi baik untuk darah, tembaga baik untuk hati.
Menemukan senyawa logam
Sebagian besar elemen terletak di bawah lapisan atas tanah di mana-mana. Logam yang paling umum di kerak bumi adalah aluminium. Persentasenya bervariasi dalam 8,2%. Menemukan logam yang paling umum di kerak bumi tidaklah sulit, karena terjadi dalam bentuk bijih.
Besi dan kalsium sedikit kurang umum di alam. Persentase mereka adalah 4,1%. Berikutnya adalah magnesium dan natrium - masing-masing 2,3%, kalium - 2,1%. Logam yang tersisa di alam menempati tidak lebih dari 0,6%. Perlu dicatat bahwa magnesium dan natrium dapat ditambang secara setara baik di tanah maupun di air laut.
Unsur logam di alam ditemukan dalam bentuk bijih atau dalam keadaan asli, seperti tembaga atau emas. Ada zat yang perlu diperoleh dari oksida dan sulfida, misalnya hematit, kaolin, magnetit, galena, dll.
Produksi logam
Prosedur untuk mengekstraksi elemen bermuara pada mengekstraksi mineral. Menemukan logam di alam dalam bentuk bijih adalah proses paling sederhana dan paling umum di industri umum. Untuk pencariandeposit kristal, peralatan geologi khusus digunakan untuk menganalisis komposisi zat di sebidang tanah tertentu. Lebih jarang, keberadaan logam di alam direduksi menjadi metode tambang bawah tanah yang dangkal.
Setelah penambangan, tahap pengayaan dimulai, ketika konsentrat bijih dipisahkan dari mineral aslinya. Pembasahan, arus listrik, reaksi kimia, perlakuan panas digunakan untuk membedakan unsur. Paling sering, pelepasan bijih logam terjadi sebagai akibat dari pencairan, yaitu pemanasan dengan pemulihan.
Penambangan aluminium
Metalurgi non-ferrous terlibat dalam proses ini. Dalam hal konsumsi dan produksi, itu adalah pemimpin di antara cabang-cabang industri berat lainnya. Logam yang paling umum di kerak bumi sangat banyak diminati di dunia modern. Dalam hal produksi, aluminium adalah yang kedua setelah baja.
Yang terpenting, elemen ini digunakan dalam industri penerbangan, otomotif, dan listrik. Patut dicatat bahwa logam yang paling umum di kerak bumi juga dapat diperoleh dengan cara "buatan". Untuk reaksi kimia seperti itu, bauksit diperlukan. Mereka membentuk alumina. Dengan menggabungkan zat ini dengan elektroda karbon dan garam fluorida di bawah aksi arus listrik, Anda bisa mendapatkan bijih aluminium paling murni.
China adalah negara terkemuka di antara produsen komponen ini. Hingga 18,5 juta ton logam dilebur di sana setiap tahun. Asosiasi Rusia-Swiss UC RUSAL adalah pemimpin dalam peringkat pertambangan aluminium serupa.
Penggunaan logam
Semua elemen grup ini tahan lama, kedap air, dan relatif tahan terhadap suhu. Itulah mengapa logam sangat umum dalam kehidupan sehari-hari. Hari ini mereka digunakan untuk membuat kabel listrik, resistor, peralatan, dan barang-barang rumah tangga.
Logam adalah bahan konstruksi dan perkakas yang ideal. Dalam konstruksi, paduan murni dan gabungan digunakan. Dalam teknik dan penerbangan, sambungan utama adalah baja dan ikatan yang lebih keras.
