بحث عن المعادن كامل بالمقدمة والخاتمة جاهز للطباعة

المعادن هي مواد تتشكل في الطبيعة ولها عدة أنواع وأمثلة، وتتعدد استخداماتها في الحياة اليومية، وتكون على هيئة خامات غير عضوية، على أن استخدامها يكون بناءً على خصائصها المختلفة من حيث الصلابة واللمعان والحرارة وغيرها، وفي الفقرات التالية نتطرق إلى أبرز التفاصيل والمعلومات عن المعادن.

مقدمة بحث عن المعادن

حولنا في الطبيعة يوجد عدد كبير من العناصر المتنوعة، وتختلف خصائصها حسب تكوينها الكيميائي والحالة التي توجد عليها في الطبيعة، والمعادن تعتبر من أبرز العناصر الموجودة على سطح كوكب الأرض.

تعريف المعادن

يمكن تعريف المعادن بأنها مواد طبيعية غير عضوية تتشكل في قشرة الأرض وعلى غبار الغلاف الجوي وكذلك في الصخور نظير العمليات الجيولوجية المختلفة، وعلى الأغلب توجد المعادن في الطبيعة كمواد خام مرتبطة مع بعضها ومع عناصر أخرى.

على جانب آخر يتم تعريف المعادن وفقًا لموقعها في الجدول الدوري، فهي مواد تتمتع بعدة خصائص منها اللمعان والتوصيل بالكهرباء وغيرها، وتصنف على أنها معادن فلزية وأخرى غير فلزية.

أنواع المعادن

يتم تصنيف المعادن اعتمادًا على الخصائص التي تميزها، ووفقًا لذلك باتت هناك معادن فلزية وأخرى لا فلزية، وتأتي على النحو التالي:

أولًا: المعادن الفلزية

• هي المعادن التي تعمل على تكوين الأيونات الموجبة من خلال فقط الإلكترونات من عملية التفاعل الكيميائي.
• تمتاز بالشحنة الكهربائية الموجبة.
• تمتاز أيضًا بطاقة تأين ضعيفة نسبيًا.
• تتواجد على هيئة مواد صلبة في الظروف الطبيعية العادية، فيما عدا مادة الزئبق.
• تمتاز الفلزات أيضًا بالقوام الصلب وإمكانية رنين الصوت.
• بالإضافة إلى أنها تمتاز بالبريق اللامع.
• تنتشر في قشرة الأرض والغلاف الجوي والمياه.
• تمتاز بالتوصيل العالي للكهرباء والحرارة.
• من أبرز الأمثلة عليها: الحديد، الصوديوم، الكالسيوم، الألومنيوم، المنغنيز، المغنيسيوم.

ثانيًا: المعادن غير الفلزية

• اللافلزات تأتي خصائصها على النقيض من الفلزات.
• هي العناصر التي تكتسب الإلكترونات لتكوين أيونات سالبة في عملية التفاعل الكيميائي.
• تمتاز بالشحنة الكهربائية السالبة.
• تمتلك طاقة تأين عالية.
• تتواجد على شكل مادة صلبة أو سائلة أو غازات في الطبيعة.
• توصل الحرارة والكهرباء ولكن بشكل ضعيف نسبيًا، ما عدا مادة الجرافيت.
• توجد في جسم الإنسان والنباتات والطبيعة.
• قوامها هش وليس صلب.
• لا تمتع بخاصية اللمعان.
• من أمثلتها: النيتروجين، الأكسجين، الكبريت، الكربون.

خصائص المعادن الفلزية

تتمتع المعادن الفلزية بالعديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية، والتي تميزها عن غيرها من المعادن، وتأتي على النحو التالي:

أولًا: الخصائص الفيزيائية

• القدرة على عكس الضوء الساقط على سطحها بجودة عالية.
• تمتاز باللمعان، مع إمكانية صقلها بسهولة مثل الفضة والنحاس والذهب.
• عادة ما تكون الفلزات في الحالة الصلبة، عدا الزئبق الذي يكون في الحالة السائلة.
• جميع أنواع المعادن تمتاز بثقل الوزن والكثافة العالية، والأوزميوم والإيريديوم يعتبران من أعلى المعادن في الكثافة.
• تعتبر موصلات جيدة للحرارة والكهرباء بسبب وجود الإلكترونات الحرة، ولكن الزئبق والحديد والرصاص من أقل الفلزات توصيلًا للحرارة والكهرباء.
• تمتاز الفلزات بالصلابة فيما عدا البوتاسيوم والصوديوم هما من المعادن الناعمة التي يمكن تقطيعها بسهولة.
• تمتاز بالقابلية للمط والسحب وتحويلها إلى أسلاك رفيعة.
• إمكانية تطويعها، أي أنها تتحمل عمليات الطرق والسحق.
• تمتلك نقاط مرتفعة من الغليان والانصهار، والزئبق يمتلك أقل نقطة في الانصهار والغليان عكس الفلزات الأخرى.

ثانيًا: الخصائص الكيميائية

• إمكانية التفاعل مع القواعد لتكوين أملاح معدنية وغاز الهيدروجين.
• إمكانية التفاعل مع الأحماض لتكوين عناصر جديدة، فمثلًا يتكون من تفاعل الزنك وحمض الهيدروكلوريك مركب كلوريد الزنك وغاز الهيدروجين.
• إمكانية التفاعل مع الماء وإنتاج الحرارة، حيث ينتج عن تفاعل الصوديوم مع الماء في ظل وجود الأكسجين كمية كبيرة من الحرارة.
• تسعى الفلزات إلى الحصول على طاقات تأين منخفضة وتميل إلى فقد الإلكترونات أثناء التفاعلات الكيميائية.
• تتفاعل أيضًا مع المحاليل الملحية عند وضع معدن شديد التفاعل مع معدن آخر أقل شدة في محلول ملحي، فينتج عن ذلك إزاحة المعدن الأكثر تفاعل للمعدن الأقل تفاعل.
• عندما تحترق المعادن الفلزية في وجود الأكسجين ينتج عن ذلك أكاسيد المعادن والتي تعتبر من العناصر الموجودة في الطبيعة، مثل مركب أكسيد المغنيسيوم الذي ينتج عند حرق شريط المغنيسيوم في ظل وجود الأكسجين، وعندما يذوب في الماء ينتج عنه هيدروكسيد المغنيسيوم.
• ترتبط المعادن الفلزية فيما بينها وبين اللافلزات من خلال الرابطة الأيونية، وهي من أقوى الروابط الكيميائية.

المميزات العامة للمعادن

• لكل معدن لون مميز.
• تمتاز بالقوة والصلابة.
• المعدن يتكون في الطبيعة بشكل تلقائي دون تدخل من الإنسان.
• كل معدن له شكل بلوري مرتب.
• كل معدن له تركيب كيميائي مميز.

استخدامات المعادن

تتجلى استخدامات المعادن في كثير من الجوانب الحياتية لاسيما القطاع الصناعي، وتأتي أبرز استخداماتها على النحو التالي:

• يعتبر الفولاذ من المعادن الخاملة ويمتاز بأنه مقاوم للصدأ ويُستخدم في عمليات حفظ الأطعمة، وله قدرة على مقاومة الأحماض في الطعام، ناهيك عن تحمل عمليات التجميد والتسخين.
• الألومنيوم يُستخدم في كثير من الصناعات مثل القطارات والسيارات والسفن والطائرات وغيرها، حيث يمتاز بخفة الوزن والمقاومة العالية.
• بعض المعادن تستخدم في صناعة الإلكترونيات لأنها موصل جيد للكهرباء والحرارة، مثل النحاس المُستخدم في صناعة الأسلاك الكهربائية، والذهب المستخدم في تصنيع بعض أدوات الكمبيوتر.
• السبائك المعدنية الصلبة تستخدم أحيانًا في صناعة مواد البناء، لأنها أكثر مرونة وقوة.
• النحاس يُستخدم في أجزاء من التصميم والبناء المعماري مثل الأسطح، حيث يمتاز بقوة تحمل عالية.

ما هي أشباه المعادن؟

• هي عبارة عن معادن تمتاز بالتركيب البلوري البسيط، ولها عدة مزايا أخرى وهي:
• تمتلك خواص تتوسط بين خواص المعادن الفلزية واللافلزية.
• هي معادن هشة وتمتلك قدرة منخفضة في توصيل الحرارة والكهرباء.
• من أمثلتها: الزرنيخ، الأنتيمون.

أشهر أنواع المعادن

بفضل المعادن تقدمت الصناعات وأدت إلى نمو الحضارة، ولذلك هناك أنواع شهيرة من المعادن أضحى لها كثير من الاستخدامات، من بينها:

• الحديد: معدن قديم، لكنه يُستخدم في الصناعات الحديثة، وتُصنع منه كثير من الأشياء مثل المواقد الخشبية والآلات الثقيلة وأدوات الطهي وغيرها.
• الفولاذ: هو الحديد الممزوج بالكربون، وهو معدن قوي ومتين ومقاوم للتآكل، وله عدة أنواع منها الفولاذ المعدني والكربوني والستانلس ستيل.
• المغنيسيوم: يمتاز بالقوة والوزن، ويُستخدم في شكل سبائك بصورة شائعة، وعادة ما يتم خلطه مع عناصر أخرى لاستخدامه في التصنيع.
• البرونز: يتكون من النحاس، ويحتوي على نسبة من القصدير، ويُعتبر معدن قوي ومتين لا ينثني أو يتشقق، ومن بعض استخداماته المنحوتات.
• الزنك: له درجة انصهار منخفضة، ويُستخدم في طلاء المعادن الأخرى، ويمتاز بإعادة تدويره بكثرة وصهره لمرات عديدة.
• الألومنيوم: معدن حديث وشائع الاستخدام بسبب وزنه الخفيف وسهولة تشكيله ومقاومته للصدأ، وهو ما يجعله مُستخدمًا في كثير من الصناعات مثل أدوات الشواء والقوارب ومركبات الطيران.
• النحاس: معدن قديم يُستخدم في الإلكترونيات وأنابيب المياه، ولديه طبقة مؤكسدة تجعله مانعًا للتآكل والصدأ، وهناك النحاس الأصفر المميز باللون الذهبي وله كثير من الاستخدامات بفضل مرونته العالية.

إلى هنا نكون قد علمنا أن المعادن لها عديد من الأنواع والأصناف التي تختلف باختلاف الخصائص الفيزيائية والكيميائية، وهي من أصعب العناصر الموجودة في الأرض، كما تختلف في خواصها عن باقي العناصر الموجودة في الطبيعة.

هناك الكثير من المعلومات والحقائق عن المعادن، حيث يُمكن الاستفادة من المعادن في صناعة الكثير من الصناعات والأدوات بفضل استخداماتها المتنوعة، حيث يصعب الاستغناء عنها في الحياة اليومية، لاسيما المعادن المميزة بفعل الطبيعة وتكويناتها الخاصة.