Глава 1. Классификация, свойства и области применения цветных металлов

Периодическая система Д.И.Менделеева включает 107 химических элементов (два последних официальных названий пока не имеют). В природе обнаружены 89 элементов, остальные получены искусственно в результате ядерных реакций. Химические элементы принято подразделять на металлы и неметаллы. К неметаллам относят 19 элементов - водород (H), бор (B), углерод (С), кремний (Si), азот (N), фосфор (Р), кислород (О), серу (S), галогены: фтор (F), хлор (Cl), бром (Br), йод (J), астат (At) и инертные газы: гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Хе), радон (Rn), к металлам - все остальные (86). Все группы и периоды (кроме первого) периодической системы элементов включают в себя металлы.

Металлы делят на черные и цветные. К черным металлам относят железо (Fe) и его сплавы (стали, чугуны, ферросплавы), а также марганец (Mn) и хром (Cr), к цветным - все остальные (83).

1.Классификация

Цветные металлы подразделяют на четыре группы: тяжелые, легкие, благородные и редкие. Классификация цветных металлов сделана на основе различных их признаков: плотность (тяжелые и легкие), химическая инертность (благо­род­ные), ограниченная распространенность и масштабы про­из­водства и применения (редкие), высокая температура плав­ления (тугоплавкие), изоморфизм (рассеянные), радиоактив­ность (радиоактивные).

Тяжелые цветные металлы делят на основные: медь (Cu), свинец (Pb), цинк (Zn), олово (Sn), никель (Ni) и малые: кадмий (Сd), кобальт (Co), висмут (Bi), сурьма (Sb), мышьяк (As), ртуть (Hg) - всего 11.

В группу легких цветных металлов входят алюминий (Al), магний (Mg), а также щелочные металлы: натрий (Na), калий (K) и щелочноземельные: кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) - всего 7.

К благородным металлам относятся серебро (Ag), золото (Au), платина (Pt) и платиноиды: рутений (Ru), родий (Rh), палладий (Pd), осмий (Os), иридий (Ir) - всего 8.

Остальные 57 металлов образуют группу редких, которые, в свою очередь, подразделяют на пять подгрупп.

К тугоплавким редким металлам относят титан (Ti), цирконий (Zr), гафний (Hf), ванадий (V), ниобий (Nb), тантал (Ta), молибден (Mo) и вольфрам (W) - всего 8.

Подгруппу рассеянных редких металлов образуют галлий (Ga), индий (In), таллий (Tl) , германий (Ge), селен (Se), теллур (Te), рений (Re) - всего 7. Эти металлы не образуют, как правило, собственных минералов, а находятся как изоморфная примесь в минералах других элементов и извлекаются попутно из руд других металлов или полезных ископаемых.

Литий (Li), рубидий (Rb), цезий (Cs) и бериллий (Be) составляют подгруппу легких редких металлов (всего 4).

К редкоземельным металлам относятся элементы, входящие в побочную подгруппу 3-й группы: скандий (Sc), иттрий (Y), лантан (La) и лантаноиды: церий (Ce), празеодим (Pr), неодим (Nd), прометий (Pm), самарий (Sm), европий (Eu), гадолиний (Gd), тербий (Tb), диспрозий (Dy), гольмий (Ho), эрбий (Er), тулий (Tm), иттербий (Yb), лютеций (Lu) - всего 17. Их характерной особенностью является близость физико-химических свойств и совместное нахождение в рудном сырье.

Подгруппу радиоактивных металлов образуют технеций (Tc), полоний (Po), франций (Fr), радий (Ra), актиний (Ac), торий (Th), протактиний (Pa), уран (U) и заурановые элементы: нептуний (Np), плутоний (Pu), америций (Am), кюрий (Km), берклий (Bk), калифорний (Cf), эйнштейний (Es), фермий (Fm), менделеевий (Md), нобелий (No), лоуренсий (Lr), курчатовий (Ku), нильсборий (Ns) - всего 21. Из всех радиоактивных металлов только франций, полоний, радий, торий и уран являются естественными (природными) радиоактивными элементами, а все остальные искусственно получены при ядерных реакциях.

Как и любая другая, приведенная классификация цветных металлов в какой-то мере условна: некоторые металлы могут быть отнесены к разным группам одновременно (на­пример, титан относится к тугоплавким редким и легким, ре­ний - к рассеянным и тугоплавким редким и т.д.).