المعادن


تاريخ: 24-09-2020
  
كاتب : موفق زيادنه
  

المعادن‭ ‬

 

المعادن‭ ‬هي‭ ‬مجموعة‭ ‬العناصر‭ ‬الَّتي‭ ‬توجد‭ ‬منفردة‭ ‬في‭ ‬الصخور‭ ‬والتراب،‭ ‬أو‭ ‬مُتَّحِدَة‭ ‬مع‭ ‬عناصر‭ ‬أخرى،

‭‬وهي‭ ‬في‭ ‬العادة‭ ‬صلبة،‭ ‬ومركّبة‭ ‬مِنْ‭ ‬بلّورات،‭ ‬ومُتجانسة‭ ‬التركيب، ‬وليس‭ ‬للكائنات‭ ‬الحيّة‭ ‬دَخْل‭ ‬في

‭‬تركيبها،‭ ‬مثل‭ ‬الحديد،‭ ‬النحاس،‭ ‬الذهب،‭ ‬الفضّة،‭ ‬الرصاص،‭ ‬الزنك،‭ ‬وتمتازُ‭ ‬عادة‭ ‬بالصّفات‭ ‬التّالية‭:‬

 

القساوة‭:‬

‭‬المعادن‭ ‬صلبة‭ ‬وقاسية‭ ‬بشكل‭ ‬عامّ‭ ‬(ما‭ ‬عدا

‭‬الزئبق)،‭ ‬وكمثال‭ ‬على‭ ‬ذلك‭ ‬مسمار‭ ‬الحديد.‭

‬وقساوة‭ ‬المادّة‭ ‬تعني‭ ‬مقاومة‭ ‬المادّة‭ ‬للخدش

‭‬والقَشْطِ،‭ ‬والثَنْيِ،‭ ‬والتقطيع،‭ ‬وتغيير‭ ‬شكلها‭.‬

وتتفاوت‭ ‬قساوة‭ ‬الموادّ،‭ ‬فالصوديوم‭ ‬مثلًا‭ ‬يمكن

‭‬تقطيعه‭ ‬بالسكين‭ ‬بسهولة.‭ ‬وليس‭ ‬كذلك‭ ‬الحديد

‭‬أو‭ ‬النحاس‭.‬

 

 

 

 

 

برّاقة‭:‬‭

تمتاز‭ ‬معظم‭ ‬المعادن‭ ‬بكونها‭ ‬برّاقة،‭ ‬لأنَّها‭ ‬تعكس‭ ‬الضوء‭ ‬الَّذي‭

‬يسقط‭ ‬عليها. وقد‭ ‬استغلَّ‭ ‬الإنسان‭ ‬هذه‭ ‬الصفة ‬ل‬استعمال‭ ‬

المعادن‭ ‬في‭ ‬صناعة‭ ‬الحِلى،‭ ‬والمَصاغ،‭ ‬والزينة،‭ ‬والنقود‭ ‬مِنَ‭ ‬المعادن. ‬

والذهب‭ ‬والفضَّة‭ ‬والنحاس‭ ‬والنيكل‭ ‬والحديد‭ ‬جميعها‭ ‬أمثلة‭ ‬

بارزة‭ ‬على‭ ‬هذه‭ ‬الصفة‭.‬

 

قابلة‭ ‬للطرق‭ ‬والسحب‭ ‬والتمدُّد‭:‬

راقبوا‭ ‬الصائغ (‬الَّذي‭ ‬يبيع‭ ‬الحِلى‭ ‬الذهبيَّة)‬،‭ ‬كيف‭ ‬يطرق‭ ‬سبائك‭

‬الذهب‭ ‬ويغيّر‭ ‬شكلها،‭ ‬أو‭ ‬الحدّاد،‭ ‬كيف‭ ‬يرقِّقُ‭ ‬الحديد،‭ ‬ويجعل‭ ‬مِنْهُ‭

‬أَلواحًا‭ ‬رقيقة‭. ‬وبهذا‭ ‬فهو‭ ‬يغيِّر‭ ‬شكله‭.‬

أمّا‭ ‬السحب‭ ‬فهو‭ ‬جعل‭ ‬المعدن‭ ‬دقيقًا،‭ ‬لنصنع‭ ‬مِنْهُ‭ ‬حبالًا‭ ‬كحبال‭

‬الحديد،‭ ‬أو‭ ‬خيوطًا‭ ‬وأسلاكًا‭ ‬كأسلاك‭ ‬النحاس. ‬وعندما‭ ‬نطرق‭ ‬الموادّ‭  

‬فإنَّها‭ ‬تكون‭ ‬قابلة‭ ‬للتمدُّد‭ ‬بزيادة‭ ‬طولها‭ ‬أو‭ ‬عرضها‭.‬

 

تصدر‭ ‬أصواتًا‭ ‬معدنيّة‭:‬

‭‬صوت‭ ‬ارتطام‭ ‬المعدن‭ ‬بالمعدن،‭ ‬يُحدث‭ ‬أصواتًا‭ ‬عالية‭ ‬عادة،‭

‬تختلف‭ ‬عن‭ ‬صوت‭ ‬ارتطام‭ ‬الخشب‭ ‬بالخشب‭ ‬مثلًا‭ ‬أو‭ ‬البلاستيك.

‬ولذلك‭ ‬صنعوا‭ ‬الأجراس‭ ‬مِنَ‭ ‬المعادن‭ ‬كالبرونز،‭ ‬والكثير‭ ‬مِنَ‭ ‬الآلات‭

‬الموسيقيّة‭.

        

 

 

 

 

 

favorite_borderdone

 

 

درجة‭ ‬انصهار‭ ‬عالية‭:‬‭

تختلف‭ ‬درجة‭ ‬انصهار‭ ‬المعادن‭ ‬مِنْ‭ ‬واحد‭ ‬إِلى‭ ‬آخر،‭ ‬وتحتاج‭ ‬بعضها‭ ‬إِلى

‭‬درجات‭ ‬حرارة‭ ‬عالية‭ ‬لصهرها‭ ‬تفوق‭ ‬الألف‭ ‬درجة‭ ‬مئويّة‭.‬

وعندما‭ ‬نضع‭ ‬قالبًا‭ ‬مِنَ‭ ‬الزبدة‭ ‬في‭ ‬المقلاة‭ ‬المصنوعة‭ ‬مِنَ‭ ‬المعدن‭ ‬فوق‭ ‬نار

‭‬ملتهبة،‭ ‬فإنّ‭ ‬الزبدة‭ ‬تنصهر،‭ ‬والمقلاة‭ ‬المعدنيّة‭ ‬تبقى‭ ‬على‭ ‬حالها‭.‬

وتبلغ‭ ‬درجة‭ ‬انصهار‭ ‬الحديد‭ ‬أكثر‭ ‬مِنْ‭ ‬1500‭ ‬درجة‭ ‬مئويّة. ‬ويَشُذُّ‭ ‬عن

‭‬المعادن‭ ‬الزئبق،‭ ‬وهو‭ ‬المعدن‭ ‬السائل‭ ‬الوحيد‭ ‬في‭ ‬درجة‭ ‬حرارة‭ ‬الغرفة.

‬كذلك‭ ‬درجة‭ ‬انصهار‭ ‬القصدير‭ ‬منخفضة،‭ ‬لذلك‭ ‬يستعمله الحدّادون‭ ‬في‭ 

‬‭‬لحام‭ ‬الأدوات‭ ‬المعدنيّة‭.

 

الصدأ‭ ‬والتآكُل‭:‬‭

هناك‭ ‬معادن‭ ‬لا‭ ‬تصدأ،‭ ‬إنّما‭ ‬تفقِدُ‭ ‬بريقها‭ ‬مَعَ‭ ‬الزمن،‭ ‬كالذهب‭ ‬والفضّة‭

‬والنُّحاس. ‬ومِنَ‭ ‬المعادن‭ ‬ما‭ ‬يصدأ‭ ‬كالحديد‭.‬ فلو‭ ‬وضعتُم‭ ‬مِسمارًا‭ ‬أو

‭‬علبة‭ ‬مِنَ‭ ‬المعدن‭ ‬في‭ ‬الخارج‭ ‬مُعَرَّضَة‭ ‬للهواء‭ ‬والرطوبة،‭ ‬فسترَوْن‭ ‬ظهور

‭‬طبقة‭ ‬مِنَ‭ ‬الصدأ‭ ‬فوق‭ ‬العلبة‭ ‬أو‭ ‬المِسمار،‭ ‬بينما‭ ‬الخشب‭ ‬لا‭ ‬يصدأ‭ ‬فهو

‭‬ليس‭ ‬معدنًا. وعندما‭ ‬يتعرّض‭ ‬المعدن‭ ‬للصدأ‭ ‬يتآكل،‭ ‬ويخسر‭ ‬مِنْ‭ ‬كتلته

‭‬وشكله،‭ ‬بعد‭ ‬أن‭ ‬تنفصل‭ ‬عنه‭ ‬طبقة‭ ‬الصدأ‭.‬

 

كثافة‭ ‬المعادن‭ ‬عالية‭:‬‭

لو‭ ‬أخذنا‭ ‬كرة‭ ‬مِنَ‭ ‬الخشب‭ ‬أو‭ ‬البلاستيك،‭ ‬وكرة‭ ‬أُخرى‭

‬مِنَ‭ ‬المعدن‭ ‬بنفس‭ ‬الحجم،‭ ‬نرى‭ ‬أنَّ‭ ‬كرة‭ ‬المعدن‭ ‬أثقل‭

‬بكثير،‭ ‬وذلك‭ ‬بسبب‭ ‬كثافة‭ ‬المعدن‭ ‬العالية‭.‬

 

موصلة‭ ‬جيِّدة‭ ‬للحرارة‭ ‬والكهرباء‭:‬

سخِّنوا‭ ‬ماء‭ ‬في‭ ‬وعاء‭ ‬مِنَ‭ ‬المعدن،‭ ‬فإنَّ‭ ‬المعدن‭ ‬سيسخن‭ ‬أيضًا‭ ‬وبسرعة،‭ ‬وحتّى‭ ‬قبل‭ ‬الماء،‭

‬وعند‭ ‬إنزال‭ ‬الوعاء‭ ‬عن‭ ‬النار،‭ ‬فإنَّنا‭ ‬نحتاج‭ ‬إِلى‭ ‬مادَّة‭ ‬رديئة‭ ‬التوصيل‭ ‬للحرارة‭ ‬كالقماش،‭ ‬

لكي‭ ‬نمسك‭ ‬الوعاء،‭ ‬ولا‭ ‬نتأذّى‭ ‬بحرارته‭ ‬العالية.‭ ‬كذلك‭ ‬فإنّ‭ ‬الأسلاك‭ ‬الكهربائيّة‭ ‬مصنوعة‭ ‬

جميعها‭ ‬مِنَ‭ ‬المعادن،‭ ‬وخصوصًا‭ ‬النحاس (‬والمغطّى‭ ‬بطبقة‭ ‬مِنَ‭ ‬البلاستيك) ‬لكونها‭

‬موصلة‭ ‬جيِّدة‭ ‬للكهرباء‭.‬

صفات خاصة ( مميزة )  للمعادن :

الحديد : ينجذب للمغناطيس – يصدأ – قاس جدا

الألومنيوم : خفيف الوزن – موصل جيد جدا للحرارة

النحاس : موصل جيد جدا للكهرباء – قابل للطرق بسهولة

القصدير : لين

الذهب : له لمعان خاص

الزئبق : سائل ( بدرجة حرارة الغرفة )

استغلال المعادن حسب صفاتها

لكل معدن توجد صفات خاصة ونستغلها لبناء المنتجات

*   الالومنيوم خفيف الوزن نستغله لبناء الطائرات

*    يستغلون النحاس بدل الفضة لصناعة أسلاك الكهرباء لان الفضة باهظة الثمن.

*   لأسلاك الكهرباء الطويلة نستعمل الالومنيوم لأنه اخف من النحاس وارخص منه    .

استخراج المعادن

تستخرج المعادن من اتربة المعادن , يستخرج الحديد من تربة الحديد ,

يستخرج النحاس من تربة النحاس

مراحل استخراج المعادن

1.   احتجار تربة المعدن من المنجم

2.  طحن تربة المعدن وخلطها مع مواد اخرى

3.  تسخين الخليط حتى ينصهر المعدن

4. صب المعدن السائل في قوالب (الحصول على معدن خام)

 

الاضرار التي تتسبب للبيئة نتيجة احتجاراتربة المعادن

1 -  حدوث تشوهات بارزة بالمنظر الطبيعي .

2 – ضجيج قوي من الآلات والتفجيرات.

3 – انتشار الغبار والدخان والغازات السامة.

4 – تجمع اكوام كبيرة من فضلات الصخور والشوائب.

5 – تلويث مصادر المياه بالغبار وبقايا الحجارة والصخور.     

 

الحلول المقترحة للتخفيف من التلوث

1 – غرس الاشجار وتحريج المناجم.

2 – استخدام الشوائب والفضلات في بناء الشوارع والمطارات.

3 – تعبئة المناجم المهجورة ببقايا الصخور.

4 – استحداث (اعادة الاستعمال) منتجات المعادن وذلك للتوفير باستخراج المعادن.

5 – دفن المواد السامة بشكل مراقب بحيث لا تتغلغل للمياه الجوفية.

6 – استخدام وقود ودي خالي من مادة الكبريت في افران الصهر.

7 – استخدام مصادر طاقة لا تلوث مثل طاقة الماء وطاقة الشمس.

 

 

السبائك

السبيكة: مزيج من معدنين أو أكثر والحصول على معدن جديد محسن له صفات المعادن.

منجم مفتوح: المنجم الذي يكون العمل فيه فوق سطح الارض.

منجم مغلق: المنجم الذي يكون العمل فيه تحت سطح الارض.

 من يستخدم المعادن؟

هناك قطاعان رئيسيان يستهلكان كمية كبيرة جدا من المعادن:

*   صناعة المركبات.

*   صناعة البناء.

 

أسباب ازدياد استهلاك المعادن

كمية المعادن التي يستهلكها الانسان تزداد من يوم لأخر، والسبب في ذلك:

*   ازدياد سكان العالم.

*   ازدياد بإنتاج المنتجات الجديدة.

 راجع الرسم البياني

هل يمكننا استخدام المزيد والمزيد من المعادن " بدون حساب "؟

لا توجد موارد طبيعية بدون نهاية، معظم الموارد الطبيعية التي نستهلكها تتكون في الطبيعة

خلال فترات زمنية طويلة جدا – ملايين السنين -، ونحن نستغلها بفترة قصيرة نسبيا.

وبذلك تقل هذه الموارد الطبيعية وتسمى موارد طبيعية متضائلة، وإذا استمرينا في استهلاكها

فإنها سوف تنتهي وتسمى موارد طبيعية متناقصة أو مستنفذة

 

 

احتجار المعادن واستخراج المعادن هل يمكن بدون ضرر؟

 

أضرار

مصدر الضرر

ضرر للمنظر   

فضلات صلبة

تلويث الهواء

تلويث الماء

ضجة

حفر واحتجار
(تربة المعدن)

 

تشوه في المنظر

تدخل النفايات الصلبة الى مصادر المياه
تنطلق غبار تلوث الهواء وتضر بجهاز التنفس

اثناء عملية الاحتجار ينطلق غبار يلوث البيئة
ويؤدي الى مشاكل في التنفس

عندما ترمى النفايات الصلبة الى مصادر المياه تؤدي الى تلوثها.
 

التفجيرات والآلات الكثيرة تسبب ضجيجا.

إنتاج

المعادن

في نهاية عملية الإنتاج تبقى فضلات قد تشوه المنظر في البيئة

بعد فصل المعدن عن الأتربة تبقى فضلات صلبة تسمى شوائب

 يحرقون مواد وقود لتسخين أتربة المعادن في أفران الصهر هذه العملية تطلق غازات ودخان تلوث الهواء.

عند غسل أتربة المعادن تنتج كميات كبيرة من المياه الملوثة التي قد تلوث مصادر المياه

في مرحلة طحن تربة المعدن يسمع ضجيج كبير في البيئة.

 
 

 

 

* جدول يصف الصفات الخاصة بالمعادن :

ملاحظات

الصف المميزة

المعدن

* الحديد هو المعدن الوحيد الذي يصدأ من الماء فقط ولا يصدأ من الزيت مثلاً او أي سائل آخر.

* الحديد النيكل والفولاذ هي المعادن الوحيدة التي تنجذب للمغناطيس.

يصدأ، ينجذب للمغناطيس

الحديد

* ثمين جدًا لذلك لا يصنعون منه الاسلاك الكهربائية.

* موصل جيد جدًا للحرارة لذلك لا يصنعون منه سكك القطار.

* يصنعون منه المجوهرات لانه ذو لمعان خاص، جميل وثمين.

أكثر معدن توصيلاً للكهرباء والحرارة.

الفضة

ثمين، يلمع وجميل لذلك يصنعون منه المجوهرات.

ذو لمعان خاص وجميل جدًا

الذهب

* يُفضلون صناعة الاسلاك الكهربائية، الطناجر، المقلاة... منه وليس من النحاس لأنه أرخص.

* يصنعون منه الطائرات لأنه خفيف.

موصل جيد جدًا للكهرباء

والحرارة.

خفيف

رخيص

الومنيوم

أغلى من الالومنيوم لذلك يُفضلون استخدام الالومنيوم أكثر منه.

موصل جيد جدًا للحرارة والكهرباء

النحاس

يصنعون منه اطباق للطهي بالفرن لرداءة توصيله للحرارة أي يتحمل درجة حرارة عالية جدًا، وبذلك نضمن عدم احتراق اطباق الطهي.

رديء التوصيل الكهربائي

القصدير

يصنعون منه سلك التوهج لان درجة انصهاره عالية جدًا أي يتحمل درجة حرارة عالية، وبذلك نضمن عدم التماس واحتراق سلك التوهج.

درجة انصهاره عاليه عاليه جدًا

التنجستن

 

جدول صفات المعادن

 

توصيل الحرارة

توصيل كهرباء

قابلة للطرق

الوزن:

ثقيل/خفيف

قابلية للثني

الرنين:

حاد/ضعيف

اللمعان

اللون 

حالة المادة

نوع المعدن/ صفات

نعم

نعم

نعم

ثقيل

نعم

حاد

نعم

رمادي

صلب

حديد

 

نعم

نعم

نعم

ثقيل/متوسط

نعم

حاد

نعم

بني يميل الى الاحمر

صلب

نحاس

نعم

نعم

نعم

خفيف جدًا

نعم

حاد

نعم

رمادي يميل الى الابيض

صلب

الومنيوم

نعم

نعم

نعم

ثقيل

نعم لين

ضعيف

نعم

رمادي

صلب

رصاص

نعم

نعم

نعم

ثقيل

نعم لانه لين جدًا

خفيف

نعم

رمادي

صلب

قصدير

نعم

نعم

نعم

ثقيل جدًا

نعم

حاد

لامع جدًا

اصفر يميل الى البرتقالي

صلب

ذهب

نعم

لا

لا

خفيف

لا

لا يوجد له صوت

لامع قوي

رمادي

سائل

زئبق

 

 

 

 

KINDIX | Powered by Sadel Technologies Ltd | הצהרת נגישות | بموافقة وزارة التربيه والتعليم