بحث حول المعادن

مفهوم المعادن

1.تعريف المعدن

المعدن هو مادة تتميز بصلابتها و قوتها في مقاومة الضغط الخارجي كما أنها تتميز بكونها موصلة للكهرباء و الحرارة ايضا بالاضافة الى انها تتميز بالعديد والعديد من المميزات و الخصال التي من شانها ان تضعه في اولى اهتمامات الانسان , و زيادة على ذالك فان معظم المعادن تكون في حالتها الصلبة مع درجة حرارة تساوي حرارة المكان الذي تكون فيه سواء كانت في غرفة او اي مكان اخر (باستثناء الزئبق).

يتميز المعدن بقابليته للتشكيل و اعادة الاستخدام بسهولة كما تتالق المعادن بكونها قابلة للسحب والطرق لصفائح وهذه ميزة مضاعفة للمعدن قد توصلها الي اعلى درجة في قائمة اهتمامات الانسان و بفضل قابليتها للتوصيل الكهرباء تستخدم في الكثير والكثير من الصناعات الحديثة حيث ان المعدن يعتبر ركيزة من ركائز الثورة الصناعية .

2.مكان المعادن في الارض و انواعه

المعدن في كوكب الارض

تتكون القشرة الارضية من صخور كبيرة و ضخمة توجد في اعماقها اي انها تتوجد على بعد عشرات او  حتى مئات الكيلومترات تحت سطح الارض , و لعل هذه الصخورالضخمة تتكون من بدورها من الكثير من المعادن مختلفة الانواع و الاحجام والندرة ففيها ماهو نادر(الالماس-Diamant) و فيها ماهو شائع (الحديد-Fer) و بطبيعة الحال تدخل في تركيبة هذه المعادن عناصر كيميائية محددة.

و بعد بحث طويل و طويل جدا توصل العلماء الى انها تتالف من مجموعة من العناصر الرئيسية و الاساسية و التي يصل عددها الى 8 عناصر ولعل هذه العناصر تمثل اكبر جزء من وزن القشرة الارضية حيث انها تمثل معظم وزن قشرة الارض بنسبة 99%.

العناصر الاساسية الثمانية هي :

• الاكسجين 
• الكاليسيوم 
• الاليمنيوم
• البوتاسيوم
• السيليكون 
• الحديد
• الصوديوم 
• المغنيسيوم

انواع المعادن

يوجد نوعان من المعادن غالبا حيث أنها تنقسم الى  مجموعتين حسب ثمنها و حسب ندرتها ، و من هنا نتبين النوع الأول وهو النوع الثمين و النادر و الذي يتميز بلمعانه و جماله ، كما له خاصية مميزة أخرى و هي أنه غير قابل للصدأ  كما يحتفظ بلمعانه الى الأبد (ليس جميعها ولكن الغالبية العظمى لها)، وأكبر مثال على هذا هو :

البلاتين ، الفضة ، الذهب و الألماس .

الألماس من أندر و أثمن المعادن

فأما النوع الثاني فهو بطبيعة الحال النوع الشائع و المتواجد بكثرة في معظم بقاع العالم ، و الذي يتميز على عكس المعادن النادرة بكونه قابل للصدأ في الهواء الرطب كما أنه يفقد لمعانه مع الوقت ، لكن له خاصية مميزة و هي أنه لاغنى عنه في حياتنا اليومية ، كما له خصائص مختلف بإختلاف النوع ، و مثالا على ذالك : النحاس ، الحديد ، القصدير ، الرصاص و التوتياء (الزنك) ...

الحديد هو أكثر المعادن شيوعا

لكن إن دققنا النظر سوف نجد أن المعادن هي 3 أنواع فمنها ما هو نادر و منها ماهو شائع و كذلك منها ما هو خليط لمعدنين أو أكثر ، أي أن يتم مزج نوعان من المعدن أو أكثر لتكوين معدن أخر في شكل خليط متجانس و أكبر الأمثلة على ذلك:  الشبهان المركب من النحاس و القصدير ، البرنز المركب من  النحاس الأحمر و القصدير و التوتياء ...

3.الخصائص العامة للمعادن و تركيبتها البلورية 

خصائص عامة حول المعادن 

المعادن هي أجسام تشترك في ما بينها في عدة خصال : فهي عبارة عن أجسام صلبة تستخرج من باطن الأرض عبر المناجم بالإضافة إلى أنها تشترك في حالتها الفيزيائية حيث أن معظم المعادن تكون في حالتها الصلبة و هذه أهم نقطة تشترك فيها جميع المعادن لكن يوجد إستثناء وحيد و هو الزئبق الذي يكون سائلا .

و كما ذكرنا في أول المقال ، المعادن تتحمل الضغط الخارجي و تتميز بقابليتها للتطريق و الإمتداد تحت درجات حرارة مرتفعة .

صورة تأكد قابلية المعادن للطرق و التشكيل

تركيبة المعادن البلورية 

تتكون المعادن غالبا من بنية بلورية حيث أن غالبية المعادن المكتشفة في العالم تكون في حالة متبلورة فيها جزئيات و ذرات مرتبطة و مختلفة بإختلاف  المعدن ، مربوطة بنظام خاص يختلف أيضا من معدن إلى أخر ، كما أن كل نظام يتميز بترتيب لأوجه محاور خاصة به : و محاور البلورة هي خطوط وهمية تمر من مركز البلورة .

و من أهم مميزات البلورة  شكلها الهندسي الذي تعرف به و حتى إن كسرت البلورة فإنها تتفتت إلى قطع من نفس الشكل.

4.تاريخ المعادن و أهميتها لدى الإنسان 

تاريخ المعادن 

يعود تاريخ إكتشاف المعادن إلى العصر الذي يلي العصر الحجري و هو العصر البرونزي الذي مثل نقطة إنتقال هامة في تاريخ البشرية عامة و معظم الشعوب وقتها خاصة ، كما أن الإنسان إستخدم البرونز لفترة طويلة  و ظل يستنفع بها  حتى بعد إكتشاف الحديد و إستخدامه .

أهمية المعادن لدى الإنسان 

للمعادن أهمية كبرى للإنسان حيث أن الإنسان يعتبرها من أولى ٱحتياجاته للعيش بعد الطعام و الماء ، بالإضافة إلى أن المعادن لها دور مركزي و رئسي في تقدم البشرية و وصولها إلى هذا الحد من التقدم و التحضر فبفضلها تمكن الإنسان من السفر و تمكن أيضا من الوصول إلى القمر و غيرها من المزايا التي قدمها المعدن للبشرية .

كان أجدادنا يحصلون على الحديد من خاماته و ذلك يكون بتسخينها و وضعها في أفران حتى تنصهر و تسيل و تصبح حديد ، بفضل كثرة الطلب على الحديد إزدهر هذه الفكرة البدائية إلى أن أصبحت صناعة مستقلة بذاتها 

تعتبر هذه الأجسام الصلبة الركيزة الأولى في بداية الثورة الصناعية التي ساهمت في وصول الإنسان إلى هذه النقطة من التقدم و التطور في جميع المجالات ، و بذالك نستنتج أن المعدن ساهم بشكل غير مباشر في تقدم البشرية.

إبتكر الإنسان الكثير و الكثير من من الطرق لإنتاج المعادن و صهرها و التحسين من جودتها ، حيث عمل الإنسان على الزيادة من إنتاجها لتزود السوق الذي دائما ما يكثر فيه الطلب على على هذه النعم المدفونة في باطن الأرض (المعادن)إلى أن أصبح المعدن علما قائما بذاته.

للمزيد من المعلومات من هنا wikipedia

للمزيد من العلومات العلمية و الأدبية و العامة من هنا مجلة العلوم و المعارف