Kim loại khó phá hủy nhất. Kim loại cứng nhất - nó như thế nào

kim loại tuyệt vời

Thiên nhiên đã ban tặng cho loài người một loại kim loại tuyệt vời - dẻo, dễ uốn, dễ uốn và dễ uốn ở dạng nguyên chất, nhưng trở nên cứng và giòn do các tạp chất carbon, nitơ, hydro, v.v. Đó là crom, kim loại cứng nhất, có màu trắng xanh. Chromium (Cr) là kim loại nặng, chịu lửa, chịu nhiệt và chống ăn mòn. Độ cứng của crom theo Brinell là 70-90 kgf/cm2, nhiệt độ nóng chảy là 1907°C, khối lượng riêng là 7200 kg/m3, nhiệt độ sôi là 2671°C.

Thông thường kim loại cứng nhất xuất hiện trong tự nhiên ở dạng quặng sắt crom. Chromium là một nguyên tố khá phổ biến, nó chứa khoảng 0,02% trong vỏ trái đất, đây là một con số cao. Các mỏ crom lớn nhất được tìm thấy trong đá siêu mafic. Đá siêu mafic được coi là có thành phần gần nhất với lớp phủ của Trái đất. Thiên thạch đá cũng rất giàu crom. Trong nước, hàm lượng kim loại này rất thấp - chỉ 0,00005 mg/l.

dinh dưỡng

Chromium là một chất sinh học và là một phần của các mô của các sinh vật sống. Việc hấp thụ crom xảy ra với thực phẩm, việc thiếu nguyên tố vi lượng này dẫn đến tăng cholesterol trong máu, giảm tốc độ tăng trưởng và giảm độ nhạy cảm của các mô với insulin. Trong các sinh vật động vật, hàm lượng crom không đáng kể - từ phần mười nghìn đến mười phần triệu phần trăm. Các mô thực vật của kim loại này chứa khoảng 0,0005%, 92-95% trong số đó nằm trong rễ. thực vật bậc cao không chịu được hàm lượng crom cao, trong khi sinh vật phù du có hệ số tích lũy từ 10.000-26.000.

Các hợp chất kim loại và crom cứng nhất được sử dụng trong công nghiệp: chủ yếu để luyện thép crom, nichrom, v.v. Chromium được sử dụng rộng rãi như một lớp phủ chống ăn mòn trang trí.

Tác hại của crom

Một số hợp chất crom độc hại, chẳng hạn như mạ điện, phụ gia tạo hợp kim, hợp kim, vật liệu chịu lửa. Khi tiếp xúc lâu với hợp chất crom độc hại (độc), các dấu hiệu ngộ độc ban đầu có thể xuất hiện - khô, đau mũi, đau họng, khó thở. Thông thường, mức độ ngộ độc nhẹ sẽ biến mất nếu một người ngừng tiếp xúc với crom, nếu không thì tình trạng nhiễm độc sẽ chuyển sang giai đoạn mãn tính.

Quá trình này được đặc trưng bởi các dấu hiệu sau - suy nhược, nhức đầu, khó tiêu, giảm cân, rối loạn chức năng dạ dày, gan và tuyến tụy, có thể hen phế quản, viêm phế quản, xơ cứng phổi lan tỏa. Nếu các hợp chất crom độc hại dính trên da, viêm da và chàm có thể xuất hiện.

Thế giới của chúng ta đầy sự thật tuyệt vờiđược nhiều người quan tâm. Các tính chất của các kim loại khác nhau cũng không ngoại lệ. Trong số các nguyên tố này, có 94 nguyên tố trên thế giới, có những nguyên tố dễ uốn và dẻo nhất, cũng có những nguyên tố có độ dẫn điện cao hoặc có hệ số điện trở lớn. Bài viết này sẽ tập trung vào các kim loại cứng nhất, cũng như các đặc tính độc đáo của chúng.

Iridi đứng đầu trong danh sách các kim loại có độ cứng cao nhất. Nó được phát hiện vào đầu thế kỷ 19 bởi nhà hóa học người Anh Smithson Tennant. Iridi có các tính chất vật lý sau:

• có màu trắng bạc;
• điểm nóng chảy của nó là 2466 o C;
• điểm sôi - 4428 ° C;
• điện trở - 5,3 10−8 Ohm m.

Vì iridi là kim loại cứng nhất hành tinh nên rất khó xử lý. Nhưng nó vẫn được sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Ví dụ, những quả bóng nhỏ được làm từ nó, được sử dụng trong ngòi bút. Iridi được sử dụng để chế tạo các bộ phận cho tên lửa vũ trụ, một số bộ phận cho ô tô, v.v.

Rất ít iridi được tìm thấy trong tự nhiên. Những phát hiện về kim loại này là một loại bằng chứng cho thấy thiên thạch rơi xuống nơi nó được tìm thấy. Những thiên thể vũ trụ này chứa một lượng kim loại đáng kể. Các nhà khoa học tin rằng hành tinh của chúng ta cũng rất giàu iridi, nhưng các mỏ của nó ở gần lõi Trái đất hơn.

Vị trí thứ hai trong danh sách của chúng tôi thuộc về rutheni. Việc phát hiện ra kim loại bạc trơ này thuộc về nhà hóa học người Nga Karl Klaus, được thực hiện vào năm 1844. Nguyên tố này thuộc nhóm bạch kim. Nó là một kim loại hiếm. Các nhà khoa học đã xác định được rằng có khoảng 5 nghìn tấn rutheni trên hành tinh. Khoảng 18 tấn kim loại có thể được khai thác mỗi năm.

Do số lượng hạn chế và giá thành cao nên rutheni ít được sử dụng trong công nghiệp. Nó được sử dụng trong các trường hợp sau:

• nó không thể một số lượng lớnđược thêm vào titan để cải thiện tính chất ăn mòn;
• hợp kim của nó với bạch kim được sử dụng để tạo ra các tiếp điểm điện khác nhau sức đề kháng cao;
• Ruthenium thường được sử dụng làm chất xúc tác cho phản ứng hoá học.

Được phát hiện vào năm 1802, một kim loại gọi là tantalum đứng thứ ba trong danh sách của chúng tôi. Nó được phát hiện bởi nhà hóa học Thụy Điển A. G. Ekeberg. Trong một thời gian dài, người ta tin rằng tantali giống hệt với niobi. Nhưng nhà hóa học người Đức Heinrich Rose đã chứng minh được rằng đây là hai nguyên tố khác nhau. Nhà khoa học Werner Bolton đến từ Đức đã có thể cô lập tantali ở dạng nguyên chất vào năm 1922. Đây là một kim loại rất hiếm. Hầu hết các mỏ quặng tantali đã được phát hiện ở Tây Úc.

Do tính chất độc đáo của nó, tantali là kim loại được tìm kiếm nhiều. Nó được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau:

• trong y học, tantali được sử dụng để làm dây và các yếu tố khác có thể giữ các mô lại với nhau và thậm chí hoạt động như một chất thay thế xương;
• hợp kim với kim loại này có khả năng chống lại môi trường khắc nghiệt, nhờ đó chúng được sử dụng trong sản xuất thiết bị hàng không vũ trụ và điện tử;
• tantali cũng được sử dụng để tạo ra năng lượng trong các lò phản ứng hạt nhân;
• phần tử được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất.

Chromium là một trong những kim loại cứng nhất. Nó được phát hiện ở Nga vào năm 1763 trong mỏ Bắc Urals. Nó có màu trắng xanh, mặc dù có những lúc nó được coi là kim loại đen. Chrome không phải là một kim loại hiếm. Các quốc gia sau đây rất giàu tiền gửi:

• Ca-dắc-xtan;
• Nga;
• Madagasca;
• Zim-ba-buê.

Ngoài ra còn có tiền gửi crom ở các tiểu bang khác. Kim loại này được sử dụng rộng rãi trong các ngành luyện kim, khoa học, kỹ thuật và các ngành khác.

Vị trí thứ năm trong danh sách các kim loại cứng nhất thuộc về berili. Khám phá của nó thuộc về nhà hóa học Louis Nicolas Vauquelin từ Pháp, được thực hiện vào năm 1798. Kim loại này có màu trắng bạc. Mặc dù có độ cứng nhưng berili là một vật liệu giòn nên rất khó gia công. Nó được sử dụng để tạo ra loa chất lượng cao. Nó được dùng để tạo nhiên liệu phản lực, vật liệu chịu lửa. Kim loại này được sử dụng rộng rãi trong việc tạo ra công nghệ hàng không vũ trụ và hệ thống laser. Nó cũng được sử dụng trong công nghiệp năng lượng hạt nhân và sản xuất công nghệ tia X.

Danh sách các kim loại cứng nhất cũng bao gồm osmium. Nó là một nguyên tố của nhóm bạch kim và có tính chất tương tự như iridi. Kim loại chịu lửa này có khả năng chống lại môi trường khắc nghiệt, có mật độ cao và khó xử lý. Nó được phát hiện bởi nhà khoa học Smithson Tennant từ Anh vào năm 1803. Kim loại này được sử dụng rộng rãi trong y học. Các bộ phận của máy điều hòa nhịp tim được làm từ nó, nó cũng được sử dụng để tạo van động mạch phổi. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất và cho các mục đích quân sự.

Rheni kim loại bạc chuyển tiếp đứng ở vị trí thứ bảy trong danh sách của chúng tôi. Giả định về sự tồn tại của nguyên tố này được D. I. Mendeleev đưa ra vào năm 1871 và các nhà hóa học từ Đức đã tìm ra nó vào năm 1925. Trong vòng 5 năm sau đó, người ta đã có thể thiết lập việc khai thác kim loại hiếm, bền và chịu lửa này. Vào thời điểm đó, có thể thu được 120 kg rheni mỗi năm. Bây giờ số lượng sản xuất kim loại hàng năm đã tăng lên 40 tấn. Nó được sử dụng trong sản xuất chất xúc tác. Nó cũng được sử dụng để làm cho các tiếp điểm điện có khả năng tự làm sạch.

Vonfram xám bạc không chỉ là một trong những kim loại cứng nhất mà còn dẫn đầu về độ khúc xạ. Nó chỉ có thể nóng chảy ở nhiệt độ 3422 o C. Do tính chất này, nó được sử dụng để tạo ra các phần tử sợi đốt. Hợp kim làm từ nguyên tố này có độ bền cao và thường được sử dụng cho mục đích quân sự. Vonfram cũng được sử dụng để làm dụng cụ phẫu thuật. Nó cũng được sử dụng để chế tạo các thùng chứa chất phóng xạ.

Một trong những kim loại cứng nhất là uranium. Nó được phát hiện vào năm 1840 bởi nhà hóa học Peligot. D. I. Mendeleev đã đóng góp rất lớn cho việc nghiên cứu các tính chất của kim loại này. Tính chất phóng xạ của uranium được nhà khoa học A. A. Becquerel phát hiện vào năm 1896. Sau đó, một nhà hóa học từ Pháp gọi bức xạ kim loại được phát hiện là tia Becquerel. Uranium thường được tìm thấy trong tự nhiên. Các quốc gia có trữ lượng quặng uranium lớn nhất là Australia, Kazakhstan và Nga.

Vị trí cuối cùng trong mười kim loại cứng nhất thuộc về titan. Lần đầu tiên, nguyên tố này ở dạng nguyên chất được nhà hóa học J. J. Berzelius từ Thụy Điển thu được vào năm 1825. Titanium là một kim loại nhẹ, màu trắng bạc, có độ bền cao và chống ăn mòn và ứng suất cơ học. Hợp kim titan được sử dụng trong nhiều ngành cơ khí, y học và công nghiệp hóa chất.

Việc sử dụng kim loại trong Cuộc sống hàng ngày bắt đầu từ buổi bình minh của sự phát triển loài người và kim loại đầu tiên là đồng, vì nó có sẵn trong tự nhiên và có thể dễ dàng xử lý. Không có gì ngạc nhiên khi các nhà khảo cổ trong quá trình khai quật tìm thấy nhiều sản phẩm và đồ dùng gia đình làm bằng kim loại này. Trong quá trình tiến hóa, con người dần dần học cách kết nối kim loại khác nhau, ngày càng có nhiều hợp kim bền phù hợp để chế tạo công cụ và vũ khí sau này. Ngày nay, các thí nghiệm vẫn tiếp tục, nhờ đó có thể xác định được các kim loại bền nhất trên thế giới.

• sức mạnh cụ thể cao;
• khả năng chống nhiệt độ cao;
• mật độ thấp;
• chống ăn mòn;
• kháng cơ học và hóa học.

Titan được sử dụng trong ngành công nghiệp quân sự, y học hàng không, đóng tàu và các lĩnh vực sản xuất khác.

Yếu tố nổi tiếng nhất, được coi là một trong những yếu tố nổi tiếng nhất kim loại mạnh trên thế giới, và ở điều kiện thường là một kim loại phóng xạ yếu. Trong tự nhiên, nó được tìm thấy cả ở trạng thái tự do và trong đá trầm tích có tính axit. Nó khá nặng, được phân bố rộng rãi trên khắp thế giới và có các đặc tính thuận từ, tính linh hoạt, tính dễ uốn và độ dẻo tương đối. Uranium được sử dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất.

Được biết đến là kim loại chịu lửa nhất trong tất cả các kim loại hiện có và thuộc về các kim loại mạnh nhất trên thế giới. Nó là một yếu tố chuyển tiếp vững chắc có màu xám bạc rực rỡ. Sở hữu độ bền cao, khả năng truyền tuyệt vời, khả năng chống lại ảnh hưởng của hóa chất. Do tính chất của nó, nó có thể được rèn và kéo thành một sợi mỏng. Được biết đến như một dây tóc vonfram.

Trong số các đại diện của nhóm này được coi là một kim loại chuyển tiếp mật độ cao trắng bạc. Nó xảy ra trong tự nhiên ở dạng nguyên chất, nhưng được tìm thấy trong nguyên liệu thô molypden và đồng. Nó có độ cứng và mật độ cao, và có độ khúc xạ tuyệt vời. Nó đã tăng sức mạnh, không bị mất khi thay đổi nhiệt độ lặp đi lặp lại. Rheni thuộc về kim loại đắt tiền và có giá cao. Được dùng trong công nghệ hiện đại và điện tử.

Một kim loại màu trắng bạc sáng bóng với tông màu hơi xanh, thuộc nhóm bạch kim và được coi là một trong những kim loại bền nhất trên thế giới. Tương tự như iridi, nó có mật độ nguyên tử cao, độ bền và độ cứng cao. Vì osmium thuộc về kim loại bạch kim, nên nó có các đặc tính tương tự như iridi: độ khúc xạ, độ cứng, độ giòn, khả năng chống lại ứng suất cơ học, cũng như ảnh hưởng của môi trường xâm thực. Đã tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong phẫu thuật, kính hiển vi điện tử, công nghiệp hóa chất, công nghệ tên lửa, thiết bị điện tử.

Thuộc nhóm kim loại, là nguyên tố xám nhạt, có độ cứng tương đối và độc tính cao. Do tính chất độc đáo của nó, berili được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp:

• điện hạt nhân;
• kĩ thuật hàng không vũ trụ;
• luyện kim;
• công nghệ laze;
• năng lượng hạt nhân.

Do độ cứng cao, berili được sử dụng trong sản xuất hợp kim và vật liệu chịu lửa.

Chromium đứng tiếp theo trong top 10 kim loại bền nhất trên thế giới - một kim loại có màu trắng hơi xanh, cứng, có độ bền cao, có khả năng chống lại kiềm và axit. Nó xảy ra trong tự nhiên ở dạng nguyên chất và được sử dụng rộng rãi trong các ngành khoa học, công nghệ và sản xuất khác nhau. Chromium Được sử dụng để tạo ra các hợp kim khác nhau được sử dụng trong sản xuất thiết bị xử lý hóa chất và y tế. Kết hợp với sắt, nó tạo thành hợp kim sắt crom, được sử dụng trong sản xuất dụng cụ cắt kim loại.

Tantali xứng đáng bằng đồng trong bảng xếp hạng, vì nó là một trong những kim loại bền nhất trên thế giới. Nó là một kim loại bạc có độ cứng và mật độ nguyên tử cao. Do sự hình thành của một màng oxit trên bề mặt của nó, nó có màu chì.

Các đặc tính nổi bật của tantali là độ bền cao, độ khúc xạ, khả năng chống ăn mòn và môi trường ăn mòn. Kim loại này là một kim loại khá dẻo và có thể dễ dàng gia công. Hôm nay tantalum được sử dụng thành công:

• trong ngành hóa chất;
• trong việc xây dựng lò phản ứng hạt nhân;
• trong sản xuất luyện kim;
• khi tạo hợp kim chịu nhiệt.

Dòng thứ hai trong bảng xếp hạng các kim loại bền nhất trên thế giới là rutheni - một kim loại màu bạc thuộc nhóm bạch kim. Tính năng của nó là sự hiện diện trong thành phần của mô cơ của các sinh vật sống. Các đặc tính có giá trị của rutheni là độ bền cao, độ cứng, độ khúc xạ, khả năng kháng hóa chất và khả năng tạo thành các hợp chất phức tạp. Ruthenium được coi là chất xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học, đóng vai trò là nguyên liệu để sản xuất điện cực, tiếp điểm và đầu nhọn.

Xếp hạng các kim loại bền nhất trên thế giới đứng đầu là iridi - một kim loại màu trắng bạc, cứng và chịu nhiệt thuộc nhóm bạch kim. Trong tự nhiên, nguyên tố cường độ cao cực kỳ hiếm và thường được kết hợp với osmium. Do có độ cứng tự nhiên nên rất khó gia công cơ khí và có khả năng kháng hóa chất cao. Iridi phản ứng rất khó khăn với tác dụng của halogen và natri peroxide.

Kim loại này đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày. Nó được thêm vào titan, crom và vonfram để cải thiện khả năng chống axit, được sử dụng trong sản xuất văn phòng phẩm, được sử dụng trong đồ trang sức để tạo ra trang sức. Chi phí của iridi vẫn còn cao do sự hiện diện hạn chế của nó trong tự nhiên.

Hầu hết các yếu tố của bảng tuần hoàn đề cập đến kim loại. Họ khác nhau trong đặc tính vật lý và hóa học, nhưng có Thuộc tính chung: tính dẫn điện và nhiệt cao, dẻo, nhiệt độ dương. Hầu hết các kim loại đều ở thể rắn trong điều kiện bình thường, có một ngoại lệ duy nhất đối với quy tắc này - thủy ngân. Crom được coi là kim loại cứng nhất.

Năm 1766, tại một trong những mỏ gần Yekaterinburg, một loại khoáng chất có màu đỏ bão hòa chưa từng được biết đến trước đây đã được phát hiện. Anh ta được đặt cho cái tên "chì đỏ Siberia". tên hiện đạiđây là "crocoite", PbCrO4 của nó. Khoáng vật mới thu hút sự chú ý của các nhà khoa học. Năm 1797, nhà hóa học người Pháp Vauquelin, tiến hành thí nghiệm với ông, đã phân lập được một kim loại mới, sau này được gọi là crom.

Các hợp chất crom có ​​màu sắc tươi sáng với nhiều màu sắc khác nhau. Đối với điều này, anh ấy đã nhận được tên của mình, bởi vì "chromium" trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là "sơn".

Ở dạng nguyên chất, nó là một kim loại màu xanh bạc. Nó là thành phần quan trọng nhất của thép hợp kim (không gỉ), mang lại cho chúng khả năng chống ăn mòn và độ cứng. Chromium được sử dụng rộng rãi trong mạ điện, để áp dụng đẹp và chống mài mòn lớp phủ bảo vệ cũng như trong chế biến da. Hợp kim cơ sở được sử dụng để chế tạo các bộ phận tên lửa, vòi chịu nhiệt, v.v. Hầu hết các nguồn cho rằng crom là nhiều nhất kim loại rắn của tất cả hiện có trên . Độ cứng của crom (tùy thuộc vào điều kiện thí nghiệm) đạt 700-800 đơn vị trên thang Brinell.

Chromium, mặc dù được coi là kim loại cứng nhất trên trái đất, nhưng chỉ kém một chút về độ cứng so với vonfram và uranium.

Làm thế nào là crom thu được trong công nghiệp

Chromium là một phần của nhiều khoáng chất. Các mỏ quặng crôm phong phú nhất nằm ở Nam Phi (Cộng hòa Nam Phi). Có nhiều quặng crôm ở Kazakhstan, Nga, Zimbabwe, Thổ Nhĩ Kỳ và một số nước khác. Quặng sắt crom Fe(CrO2)2 là phổ biến nhất. Từ khoáng chất này, crom thu được bằng cách nung trong lò điện trên một lớp. Phản ứng tiến hành theo công thức sau: Fe(CrО2)2 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO.

Kim loại cứng nhất từ ​​​​quặng sắt crom có ​​thể thu được theo cách khác. Để làm được điều này, đầu tiên khoáng vật được hợp kim hóa bằng nung