ما هو أخف المعادن ؟؟ وما هي استخداماته ؟؟

لذلك سوف نوضح في هذا المقال الإجابة الدقيقة عن ما هو اخف المعادن، كما سنذكر استخداماته وتاريخ اكتشافه والكثير من المعلومات عنه وعن المعادن بشكل عام.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• المعادن
• خصائص المعادن
• ما هو أخف المعادن ؟
• تاريخ الليثيوم
• خواص الليثيوم الفيزيائية
• خواص الليثيوم الكيميائية
• استخدامات الليثيوم

المعادن

المعدن ما هو إلا :

• مادة ناتجة من عمليات بيولوجية في الطبيعة حولنا، وله تركيبته الكيمائية التي تميزه عن غيره من المعادن، كما أنه مادة تمتاز بصلابتها.
• ويتم تصنيف هذه المواد تبعاً لصيغتها الكيميائية وتركيبها، ما بين عنصر وأكسيد وكبريتات وهاليدات وغيرها الكثير من التراكيب الأخرى.

كما أن المعدن يتم تكوّنه بثلاث طرق، وهي:

1. النشاط الناري:

• حيث يتم تبلوره بواسطة السائل المنصهر، ثم يتم تشكيل هذا السائل بعد انخفاض درجة حرارته بالتبريد، أو يتم تشكيله باستخدام أحد المحاليل الحارّة.

2. الترسيب:

• يتبلور المعدن بواسطة ترسّب الأملاح في قاع البحر أو المحيط، وتترسب بعد تبخيرها وتتشكل على هيئة خامات للرواسب معدنية.

3. عمليات التحول:

• يمكن أن يتبلور المعدن بعد تعرضه للعديد من المؤثرات مثل الحرارة والتفاعل الكيميائي لبعض المحاليل، ومن المعادن التي تتبلور بهذه الطريقة: الجرافيت المتبلور من الفحم.

خصائص المعادن

من أهم الخصائص والسمات المميزة للمعادن الأتي:

• تنتج المواد المعدنية طبيعياً بشكل ذاتي حيث لا دخل للعامل البشري في ذلك.
• يتميز المعدن بصلابته، حيث يمتلك القدرة الخاصة به على صناعة علامة أو خدوش في المعادن الأخرى.
• يعتبر المعدن مادة صافية وخالية من الشوائب، حيث أنه يتكون من مواد كيميائية معينة النسبة والحجم، كما نجد أن الذرات المكونة للمعدن تترتب في هيئة هندسية، بالإضافة إلى أن للمعادن الكثير من الألوان المتعددة والجميلة.

خصائص المعادن الفيزيائية:

1. شكل البلورة:

• ويقصد به مظهرها من الخارج، حيث تعكس ترتيب ذرات المعدن من الداخل.

2. لون المعدن:

• الكثير من المعادن يمكن تحديد لونها بسبب قوتّه والذي يمكن رؤيته في مظهر البلورة الخارجي، مثل الأخضر أو الأصفر.

3. الحكاكة:

• حيث يتم حكّه بلوح خاص بهذا الأمر، ليتحول إلى مسحوق ملون، ومن خلال لون هذا المسحوق يتم تمييزه عن غيره من المعادن التي تشبهه.

4. الصلابة:

• يتم تختبر صلابته وقوته بعد خدشه بمعدن آخر تّعرف نسبة صلابته.

5. اللمعان:

• وتقاس شدة لمعان المعدن من خلال الضوء الذي يسطع منه، حيث أنه يحدد كونه فلز أو أشباه فلزات أو لافلزات.

6. الشفافية:

• حيث يتميز المعدن بقدرته على نفاذ الضوء من خلاله.

ما هو أخف المعادن ؟

الإجابة المثالية على سؤال: ما هو أخف المعادن ؟ هو الليثيوم ويتميز بالأتي:

• وقد اتخذ هذا الاسم له من لفظ "ليثوس" وهو لفظ يوناني معناه: الحجر.
• ومن الجدير بالذكر أنه لم يُكتشَف هذا المعدن في الطبيعة منفرداً، ولكن تم استخلاصه من معدن آخر.
• ويصنف الليثيوم على أنه قلوي تم استخلاصه من معدن قلوي آخر.
• ويتميز الليثيوم عن المعادن المتعددة في لونه الفضيّ ونعومة ملمسه.
• كما أن الليثيوم يتفاعل مع الماء بصورة كبيرة، وذلك لأنه عنصر قلويّ.
• يوصى بأخذ كمية قليلة من الليثيوم، وذلك لأنه خطير جداً يمكن أن ينتج عنه تسمم.
• يصعب الحصول على الليثيوم، وذلك لندرته، إذ أنه يتواجد بنسب ضئيلة في المناطق القريبة من الصخور النارية، كذلك ينابيع المياه، كما يمكن الحصول عليه بإجراء التحليل المائي لكلوريد الليثيوم.
• كما يتفاعل الليثيوم مع نيتروجين الهواء وينتج عنه نيتريد الليثيوم.

تاريخ الليثيوم

يرجع تاريخ هذا المعدن إلى :

• وجد العالم البرازيلي جوزيه بونيفاسيو دي أنداراد أحد المعادن بداخل منجم سويدي أثناء رحلة استكشافه في عام 1800 م.
• ولكن لم يستطيع معرفة تركيبه، ثم جاء لاحقاً العالم "يوهان آغوست ارفيدسون" وبحث في المواد التي يتركب منها هذا المعدن.
• فعثر على احد العناصر التي يتشابه تركيبها مع البوتاسيوم والصوديوم، لكنه وجد أن هذا العنصر ينحل بصورة اكبر في المياه مما يعني أنه مرتفع القلويّة.
• فأطلق عليه الكيميائي "ليثيوم" كما اطلق على رواسبه "ليثوس"، وكان ذلك في عام 1817م.
• وعلى الرغم من العثور على الليثيوم في احد المعادن إلا أن العالمان السابق ذكرهما لم يستطع أياً منهما أن يفصل الليثيوم كمعدن نقي عن باقي مركباته.
• وقد كان " كريستيان غملين" يجري أحد تجاربه على أملاح معدن الليثيوم فوجد خروج لهبها باللون الأحمر، الأمر الذي جعله يلاحظ أن عدم نقاء الليثيوم أو فصله بصورة منفردة.
• ولكن "وليام توماس بريند" استطاع أن يفصل الليثيوم عن باقي المواد او الشوائب الأخرى، وذلك من خلال التحليل الكهربي لأكسيد هذا المعدن، ولم تكن هذه التجربة بالأمر الجديد.
• ولكنها الطريقة ذاتها التي استخدمت في فصل الصوديوم والبوتاسيوم عن أملاح كلاً منهما، وكان ذلك في 1821م، كما أن وليام تمكن من تقدير الوزن الذري لليثيوم"9,8جم /مول" ولكن الوزن الفعلي لليثيوم هو "6,94 جم /مول.
• وفي عام 1855م قام كلاً من " روبرت بنسن وأوغوستوس ماتيسن" بالحصول على كميات وفيرة من عذا المعدن، إذ أجريا تجربة التحليل الكهربي لكلوريد الليثيوم.
• وقد كررت التجربة إحدى شركات المعادن بألمانيا حتى تحصل على كميات وفيرة من كلوريد "الليثيوم والبوتاسيوم".
• ثم استطاع " فيلهلم شلينك" من صناعة أول المركبات العضوية لهذا المعدن باستخدامه لمركب عضوي من الزئبق وكان ذلك في سنة 1917م.

خواص الليثيوم الفيزيائية

من أهم خواصه الفيزيائية الأتي:

• يعتبر الليثيوم اقل المعادن كثافة رغم صلابته، حيث تبلغ كثافة هذا المعدن 0,534جم/سم مكعب، وهذه الكثافة الأقرب لكثافة أخشاب الصنوبر، كما انه يطفو على طح الزيوت الهيدروكربونية، كما إنه يطفو في المياه.
• ويعتبر الليثيوم من المعادن اللينة والتي يمكن استخدام السكاكين في تجزئتها، ويتغير لونه الفضي بعد التجزئة إلى الرمادي بسبب أكسدته.
• ينصهر الليثيوم عند درجة حرارة 180°، كما أن قيمة سعته الحرارية النوعية تصل إلى 3,58كيلو جول /كجم_كلڤن.
• كما يعتبر الليثيوم من المعادن التي لها موصلية هائلة عند تعرضه للضغط النظامي أو الضغوط المرتفعة، علاوة على أنه من الموصلات الجيدة للكهرباء.

خواص الليثيوم الكيميائية

من أهم الخواص الكيميائية لهذا المعدن الأتي:

• معدن الليثيوم القلويّ من العناصر أحادية التكافؤ، والتي تميل لفقد إلكترون تكافؤها لتصبح كاتيون، لذلك يعتبر هذا العنصر من العناصر النشطة كيميائياً.
• كما أنه يتفاعل مع الماء لينتج عن هذا التفاعل طاقة حرارية كبيرة، كما يتصاعد النيتروجين، ليترسب هيدروكسيد الليثيوم.
• كما يستطيع الليثيوم التفاعل مع النيتروجين لينتج من تفاعله نتريد الليثيوم، وهو العنصر المنفرد الذي يقوم بهذا التفاعل مع النيتروجين دون وجود طاقة حرارية معينة، أو شروط محددة.
• يختلف الليثيوم في طريقة حفظه عن الفلزات الأخرى التي يتم حفظها في الكيروسين أو زيت البرافيت، بينما يحفظ الكيروسين بالهيدروكربونات، بسبب كثافته المنخفضة، وعدم إمكانية وضعه في سائل هيدروكربوني.
• يحدث اشتعال لليثيوم الخالي من الشوائب في حال ملامسته للأكسجين أو الماء أو الجو الرطب بشكل عام.

استخدامات الليثيوم

وبعد معرفة ما هو أخف المعادن كان لابد من معرفة استخداماته وهي:

• الزجاج والخزفإذ يستعمل الأكسيد الخاص به في صهر السيليكا ومعالجتها، كما أن معامل تمدده الحراري المنخفض يساهم في صناعة الخزف وتزجيجه.
• كما يستعمل الليثيوم في تصنيع البطاريات عن طريق إدخاله في تركيب المحاليل الكهربية للبطاريات، كما أن بطاريته تولد ڤولتات بنسبة اكبر مقارنة بالفلزات الأخرى.
• كما يدخل في العديد من الصناعات والمجالات الأخرى مثل شحوم التلصيق ومجالات الصناعة والتعدين ومفاعلات الاندماج النووي وغيره من التطبيقات.