المعادن عبارة عن عناصر غير شفافة ولامعة وهي موصلة جيدة للحرارة والكهرباء. معظم المعادن قابلة للطرق وقابلة للدهن وهي بشكل عام، أكثر كثافة من العناصر الأساسية الأخرى، ولها هيكل بلوري صلب. باستثناء الصوديوم والبوتاسيوم، فهي موجودة كمعادن ناعمة، في هذا المقال نستعرض بالصور أقوى 10 معادن في العالم ومعلومات مثيرة للاهتمام عنها وما هو أقوى معدن في العالم على الإطلاق.
ما هي المعادن
-تم ترتيب جميع العناصر الموجودة على الكوكب بشكل صحيح بناءً على أعدادها الذرية المتزايدة في جدول دوري. في المجموع، هناك 118 عنصرًا معروفًا لنا، يتم الحصول على 92 منها بشكل طبيعي بينما يتم تصنيع 26 عنصرًا الباقي بشكل مصطنع في المختبر. يمكن تصنيف هذه العناصر على نطاق واسع بناءً على خصائصها الفيزيائية والكيميائية إلى ثلاثة: أشباه فلزات ومعادن أو فلزات ولا فلزات.
-يتم تثبيت ذرات المعدن معًا بمساعدة روابط معدنية. تحتوي هذه الروابط المعدنية على إلكترونات متحركة حرة تمنح المعدن خصائص فيزيائية مختلفة.
-في درجة حرارة الغرفة، توجد المعادن كمواد صلبة. الزئبق استثناء موجود كسائل في درجة حرارة الغرفة. أيضًا، يميل الغاليوم إلى التسييل عند ارتفاع طفيف في درجة الحرارة.
-المعادن لها أسطح لامعة. تمتص الإلكترونات الحرة للمعدن وتطلق أشعة تعطي المعدن سطحًا عاكسًا لامعًا.
-المعادن موصلات جيدة للحرارة والكهرباء وذلك لأن الإلكترونات غير الموضعية يمكن أن تحمل شحنة وطاقة حركية من أحد طرفي المعدن إلى آخر.
-خاصية المرونة والليونة غريبة على المعادن. حيث يمكن ضرب المعادن وتحويلها إلى صفائح، مثل رقائق الألومنيوم ويمكن سحبها إلى أسلاك مثل الأسلاك النحاسية.
-الروابط المعدنية الموجودة في المعدن قوية للغاية وكمية الطاقة المطلوبة لكسر هذه الروابط عالية نسبيًا ومن ثم، فإن المعادن لها نقاط انصهار وغليان عالية.
أقوى 10 معادن في العالم
يتم تحديد صلابة أي معدن من خلال رقم مقياس موس الخاص به: كلما زادت صلابة المعدن، زاد رقم موس، تم تصميم مقياس موس من قبل عالم الجيولوجيا والمعادن الألماني فريدريش موس في عام 1812 وهو يعمل من خلال تحليل قدرة مادة ما على خدش المادة الأخرى (الأكثر ليونة). طبقاً لهذا المقياس، إليك أقوى 10 معادن في العالم بالترتيب من الأقل إلى الأعلى صلابة، وستجد أقوى معدن في العالم على الإطلاق في ذيل القائمة:
معدن تالك أو الطلق
التالك معدن يتكون من سيليكات المغنيسيوم المميهة، إنه معتم إلى نصف شفاف، بألوان تتراوح من الأخضر إلى الرمادي المائل للبياض وهو معدن شائع في في غرب الولايات المتحدة وجبال الألب الغربية وفي منطقة الهيمالايا. يمكن سحق التالك إلى بودرة بيضاء والتي تُعرف عمومًا باسم "بودرة التلك"، يتمتع هذا المسحوق بخصائص ممتازة لامتصاص الرائحة والرطوبة والزيوت، يعمل المعدن أيضًا كعامل تثخين ومزلق: يستخدم كمكون في الطلاء والسيراميك ومواد التسقيف.
معدن الجص
الجص أو الجبس هو معدن كبريتات يتكون من ثنائي هيدرات كبريتات الكالسيوم. يتم تعدينها على نطاق واسع واستخدامها لتصنيع الأسمنت وألواح الجدران وطباشير الرصيف، كما أنها تستخدم كسماد ومثبط للتصلب في الأسمنت البورتلاندي. تم العثور على أشكال مختلفة من الجبس في المنحوتات القديمة لبلاد ما بين النهرين وروما القديمة والإمبراطورية البيزنطية. في الوقت الحاضر، تعد الولايات المتحدة والبرازيل والهند من بين الدول الثلاث الأولى التي تمتلك أكبر احتياطيات من الجبس في العالم. أشارت الصور المدارية من مركبة استطلاع المريخ المدارية (MRO) إلى وجود كثبان جبسية في أقصى المنطقة الشمالية من المريخ.
معدن الكالسيت
ينتمي الكالسيت إلى مجموعة كربونات من المعادن وهو أكثر أشكال كربونات الكالسيوم استقرارًا. يعتبر الكالسيت مكونًا شائعًا للصخور الرسوبية ويتكون معظمها من الكائنات البحرية الميتة. تم العثور على أحد هياكل الكالسيت الطبيعية الرائعة في كهف النهر الثلجي في مقاطعة لينكولن، نيو مكسيكو. تم تحديد أكثر من 800 شكل من بلورات الكالسيت، معظمها شفاف للضوء المرئي، على الرغم من أن درجات اللون الأصفر أو البني أو الرمادي أو الأسود أو البرتقالي أو الأخضر أو ??البنفسجي يمكن أن تحدث عندما تكون مشحونة بالشوائب. تستخدم صناعة البناء الكالسيت على شكل رخام وحجر جيري لإنشاء الإسمنت والخرسانة. تستخدم الصناعة الكيميائية الكالسيت كمعادل للحمض وغالبًا ما يستخدم الكالسيت المدعوم (الذي له لون أبيض) كعنصر تلوين خامل للطلاء.
معدن الفلوريت
يتكون الكريستال الفلوريت من الكالسيوم والفلور، على الرغم من أن الكريستال النقي شفاف، سواء في الضوء المرئي أو فوق البنفسجي، فإن الشوائب تجعله معدنًا ملونًا. يوجد على شكل بلورات حبيبية ضخمة مكعبة وثمانية الأسطح. يحدث جزء كبير من هذا المعدن في شكل حشوات وريدية في الصخور التي تعرضت لأنشطة مائية حرارية. كما توجد في أكواب وكسور بعض الأحجار الجيرية والدولوميت. تعد الصين والمكسيك وجنوب أفريقيا من بين أكبر الدول المنتجة للفلوريت في العالم. يستخدم الفلوريت في الغالب في صناعات السيراميك والصناعات المعدنية والكيميائية. نظرًا لخاصية التشتت المنخفض (التي لا تسبب انحرافًا لونيًا)، يتم استخدامه أيضًا في العدسات البصرية.
الأباتيت
الأباتيت عبارة عن مجموعة من معادن الفوسفات لها خصائص فيزيائية وتركيبات كيميائية متشابهة، غالبًا ما يتم قطع البلورات ذات اللون والوضوح الممتازين كأحجار كريمة ذات أوجه، بينما يتم قطع البلورات ذات اللون اللائق والشفافية على هيئة كابوشون (الكابوشون، هي الأحجار الكريمة التي تم تشكيلها وصقلها بدلا من تسطيحها). الاستخدام الأكثر شيوعًا للأباتيت هو الأسمدة، أي لإنتاج الفوسفور، كما أنها تستخدم لإنتاج مكملات الأعلاف الحيوانية والفوسفور الأولي وحمض الفوسفوريك والعديد من مركبات الفوسفات للصناعة الكيميائية ويقع أكثر من 75 في المائة من احتياطيات العالم من صخور الفوسفات في الصحراء الغربية والمغرب. كما تم جمع عينات من الصخور على سطح القمر من قبل رواد الفضاء خلال برنامج أبولو.
معدن أرثوكلاز
إنه مكون شائع من الصخور النارية الفلزية وعادة ما يشكل بلورات وكتل كبيرة في البيغماتيت (هي صخور نارية متداخلة متبلورة بالكامل مؤلفة من طبقات من بل ورات متشابكة). على الرغم من أن معظم بلورات الأورثوكلاز أصغر من بضعة سنتيمترات في الطول، فإن أكبر بلورات أورثوكلاز كان طولها أكثر من 30 قدمًا ووزنها ما يقرب من 10000 كيلوغرام، تم اكتشافه في بيغماتيت في جبال الأورال في روسيا، تم اكتشافه في الصخور النارية الموجودة على القمر والمريخ، يستخدم بشكل أساسي في صناعة الزجاج والسيراميك. حجر القمر من أشهر أحجار الأورثوكلاز.
الكوارتز
الكوارتز هو ثاني أكثر المعادن وفرة في القشرة الأرضية بعد الفلسبار، تتكون هذه البلورة من ذرات السيليكون والأكسجين، الكوارتز مقاوم للعوامل الجوية الميكانيكية والكيميائية. يوجد في كل لون تقريبًا وأكثرها شيوعًا هي الصافية (الشفافة) والأبيض والأسود والأخضر والوردي والبني والرمادي والأصفر والأرجواني. في حين أن لون الكوارتز وبريقه وخصائصه العميقة تجعله ذا قيمة في إنتاج الزجاج وكأحجار كريمة، فإن مقاومته للحرارة وخصائصه الكهربائية تجعله مفيدًا في المنتجات الإلكترونية. خاصية أخرى مفيدة للكوارتز هي أن بلوراته يمكن أن تهتز بترددات دقيقة وبالتالي، يتم استخدامها في جهاز يسمى مذبذب الكريستال.
التوباز
التوباز هو معدن سيليكات نادر مصنوع من الفلور والألمنيوم. في حالته الطبيعية، يتحول لون التوباز إلى بني ذهبي إلى أصفر، الشوائب والعلاجات المختلفة تجعل هذا الكريستال شاحبًا رماديًا أو ورديًا أو برتقاليًا محمرًا أو أحمر أو شفاف. نظرًا لصلابته وألوانه المختلفة وشفافيته المعتادة، فإنه يستخدم على نطاق واسع في المجوهرات كأحجار كريمة، بعض بلورات التوباز مطلية بأكسيد معدني لإضفاء لمعان قزحي الألوان متعدد الألوان. يبدو أن هذه البلورات، المسماة "التوباز الصوفي"، تغير لونها عند النظر إليها من زوايا مختلفة تحت الضوء الساطع. توجد في عدة مواقع في جميع أنحاء العالم حيث تتشكل الصخور مثل الريوليت والبيغماتيت، يتم إنشاء معظم التوباز الإمبراطوري عالي الجودة في ولاية ميناس جيرايس في جنوب شرق البرازيل. توجد كميات كبيرة من التوباز أيضًا في الولايات المتحدة وسريلانكا وأستراليا والمكسيك واليابان وروسيا.
معدن السامور
السامور هو بلورات أكسيد الألومنيوم التي تحدث بشكل طبيعي والتي تحتوي على آثار من التيتانيوم والفاناديوم والحديد والكروم. نظرًا لأنه ثالث أقوى معدن في العالم على مقياس موس، فإنه يمكن أن يخدش كل المعادن الأخرى تقريبًا، السامور النقي شفاف ومع ذلك، يمكن أن يكون له ألوان مختلفة عند وجود الشوائب. نظرًا لصلابته الشديدة وكثافته، فإنه يستخدم كمادة كاشطة، تستخدم حبيباته المسحوقة (ذات الحجم الموحد) لتلميع المركبات وعجلات الطحن والوسائط وتطبيقات القطع المختلفة، إنها واحدة من أكثر الأحجار الكريمة شعبية.
معدن مويسانيتي
المويسانتي هو كربيد السيليكون الذي يحدث بشكل طبيعي. من النادر العثور على بلورات صغيرة في بعض النيازك (تشكلت في الأصل على شكل غبار النجوم) والكمبرلايت. تم اكتشافه لأول مرة من قبل العالم الفرنسي هنري مويسان في عام 1893 والذي فاز لاحقًا بجائزة نوبل في الكيمياء. المويسانيتي الطبيعي نادر جدًا لدرجة أن معظم بلوراته المتوفرة اليوم مصنوعة في المختبر. إنه مفيدة للتطبيقات الصناعية والتجارية بسبب صلابته والتوصيل الحراري وخصائصه الضوئية، هذه الخصائص تجعله مادة قيمة لتجارب الضغط العالي، كبديل للماس، نظرًا لأن الماس باهظ التكلفة، فغالبًا ما تستخدم بلورات المويسانتي في تجارب كبيرة الحجم، ذلك أيضاً باعتباره ثاني أقوى معدن في العالم.
الماس
الماس هو أقوى معدن في العالم وأقوى المعادن الطبيعية المعروفة وفقًا لمقياس موس، تعتمد صلابته على نقاوته ولا يمكن خدش الألماس إلا بأحجار الماس الأخرى، بعض الماسات ذات اللون الأزرق هي أشباه موصلات طبيعية وبعضها عوازل كهربائية والباقي موصلات كهربائية. إنه مصنوع بالكامل من ذرات الكربون: كل ذرة كربون مرتبطة بأربع ذرات كربون أخرى من خلال روابط تساهمية قوية (أقوى نوع من الروابط الكيميائية)، كما يتميز بكثافة عالية للغاية. يتشكل الماس عند ضغوط ودرجات حرارة عالية تحدث على عمق 100 ميل تحت سطح الأرض، على الرغم من أن القليل منها قد أتى من عمق يصل إلى 500 ميل، في حين أن الماس الأحجار الكريمة مناسب لأغراض المجوهرات والاستثمار، يتم استخدام الماس الصناعي في إجراءات الطحن والقطع والحفر والتلميع. يتم إنتاج حوالي 140 مليون قيراط من الماس من المناجم كل عام. تمتلك روسيا أكبر احتياطيات من الماس تقدر بنحو 650 مليون قيراط. تقدر الاحتياطيات العالمية بـ 1.2 مليار قيراط.
تعليقات الزوار | اضف تعليق
