بحث عن أنواع المعادن وخصائصها الفيزيائية

ما هي أنواع المعادن التي تشكّل أساس الصناعات والابتكارات الحديثة؟ المعادن هي مواد طبيعية ذات أهمية كبيرة في حياة الإنسان، حيث تتنوع خصائصها الفيزيائية مثل الصلابة، الكثافة، والموصلية. تنقسم المعادن إلى أنواع رئيسية بناءً على تركيبها الكيميائي وخصائصها الفيزيائية، مثل المعادن الفلزية كالنحاس والحديد التي تمتاز بقدرتها العالية على توصيل الكهرباء والحرارة، والمعادن غير الفلزية كالكوارتز والجرافيت التي تتميز بخفة وزنها واستخداماتها المتعددة في الصناعات التقنية. يعدّ فهم أنواع المعادن وخصائصها أساسيًا لتطوير تقنيات جديدة واستغلال الموارد بشكل مستدام، ما يعكس ارتباط العلوم الجيولوجية بالصناعات اليومية.

ما هي المعادن وأنواعها؟

المعادن مواد صلبة موجودة في الطبيعة، و من ناحية أخرى فهي ليست كائنات حية، تترابط الذرات التي يتكون منها المعدن لتكوين بلورة وبالنسبة ل أنواع المعادن وأنواع المعادن في الطبيعة تنقسم إلى معادن فلزية ومعادن غير فلزية [1]

المعادن في الجسم

يحتاج الجسم إلى كميات كبيرة نسبيًّا من أنواع المعادن، مثل:

• الكالسيوم
• الكلوريد
• المغنيزيوم
• الفوسفات
• البوتاسيوم
• الصوديوم

تسمى هذه المعادن المعادن كبيرة المقدار، ومن ناحية أخرى تستند وظائف العظام والعضلات والقلب والدماغ إلى هذه المعادن. بالإضافة إلى أن الجسم يحتاج إلى كميات صغيرة من أنواع المعادن:

• الكروم
• النحاس
• الفلوريد
• اليود
• الحديد
• المنغنيز
• الموليبدينوم
• عنصر السيلينيوم
• الزنك

تعرف أيضاً على: خصائص النحاس واستخداماته

ما هي المعادن؟

قبل التعرّف على أنواع المعادن المختلفة، علينا أولاً فهم ماهية المعادن. حيث تتشكل المعادن نتيجة عمليات جيولوجية، وعادةً ما تكون غير عضوية وصلبة بطبيعتها. فمن ناحية أخرى توجد مواد عضوية قليلة، مثل الفضة والذهب والماس وغيرها، في قشرة الأرض. يوجد اليوم أكثر من آلاف المعادن المعروفة، ولكن بعضها فقط شائع.

يمكن تمييز أنواع المعادن بسهولة من خلال عدة خصائص فيزيائية، مثل الصلابة، واللمعان ، والخطوط ، والانقسام . حيث أن معدن التلك ناعم جدًا وسهل الخدش، بينما معدن الكوارتز صلب جدًا ولا يخدش بسهولة.

البنية البلورية

إن الملاحظة الدقيقة لأشكال البلورات هي إحدى أفضل الطرق لتصنيف وتمييز أنواع المعادن المختلفة.

من ناحية أخرى تتكون المادة الصلبة البلورية من نمط متكرر منظم من الذرات أو الجزيئات أو الأيونات المكونة لها والتي تمتد في الأبعاد المكانية الثلاثة.

وقد عثر في الطبيعة على عدد محدود من أشكال البلورات. بينما هناك سبع مجموعات فقط، أو أنظمة بلورية، تصنّف فيها جميع البلورات الطبيعية.

الصخور والمعادن

الصخر هو مجموعة من المعادن، ولا يشترط أن يكون له تركيب كيميائي محدد. بالإضافة إلى أن بعض الصخور تتكون في الغالب من معدن واحد فقط. من ناحية أخرى على سبيل المثال، الحجر الجيري صخر رسوبي يتكون بالكامل تقريبًا من معدن الكالسيت.

تحتوي الصخور الأخرى على العديد من المعادن، وتختلف المعادن الموجودة في الصخر اختلافًا كبيرًا. يتكون الجرانيت بشكل رئيسي من معادن الفلسبار والكوارتز والميكا.

عندما تتعرض معادن الفلسبار الموجودة في الصخور للتجوية، فإنها تتحلل لتكوين معادن طينية مثل الكاولينيت (المعدن الرئيسي في طين الكاولين)، بالإضافة إلى السميكتيت (المعدن الرئيسي في طين البنتونيت ).

الخامات – الصخور الغنية بالمعادن

على نحو آخر تسمى الصخور التي تستخرج منها أنواع المعادن لأغراض اقتصادية بالخامات. على سبيل المثال، في منجم مارثا في وايهي، يتكون خام الكوارتز من كميات صغيرة من الفضة والذهب. من ثم يستخرج الخام ويسحق ويعالج كيميائيًا لاستخراج الذهب والفضة الموجودين فيه.

تعرف أيضاً على: أهمية التنوع البيولوجي في الطبيعة

ما هو تعريف المواد المعدنية؟

من أمثلة أنواع المعادن: الذهب والماس وملح الصخور، بالإضافة إلى الجرافيت المستخدم في صناعة الرصاص في أقلام الرصاص.

يختلف كل معدن من هذه المعادن عن الآخر. بينما بعضها يتشابه في كثير من الأحيان، قد تبدو قطعة من البلاستيك الأخضر اللون مطابقةً للزمرد، وقد تبدو قطعة من الكوارتز الشفاف جدًا كالماس الخام. من ثم يعد اختبار مولز للصلابة، واختبار الخطوط، واللون، واللمعان، والانقسام، والكسر، من طرق تحديد أنواع المعادن.[2]

تعرف أيضاً على: العناصر المكونة للمناخ

كم عدد أنواع المعادن الموجودة؟

على نحو آخر تصنف أنواع المعادن بناءً على شكلها البلوري وتركيبها الكيميائي. بالإضافة إلى أنه يمكن تصنيف المعادن إلى مجموعتين: معدنية وغير معدنية. بعض خصائص المعادن المميزة هى التى تحددالفرق الرئيسي بينها هو أن المعادن المعدنية تتميز باللمعان والبريق. بينما تفتقر المعادن غير المعدنية إلى هذه الخصائص.

• المعادن المعدنية

تتكون المعادن الفلزية من معادن في حالتها الطبيعية، ولها بنية ذرية بلورية. تتكون المعادن الفلزية من معادن حديدية ومعادن غير حديدية.

• المعادن الحديدية

المعادن الحديدية هي معادن فلزية تحتوي على الحديد، وتتميز عادةً بالمتانة والصلابة. باستثناء الزئبق (Hg)، توجد المعادن الحديدية بشكل أساسي في الحالة الصلبة. وفيما يلي أهم أحزمة خام الحديد في الهند:

• حزام دورج باستار تشاندرابور
• حزام بالاري وتشيترادورجا وتشيكاماجالورو
• الحزام بين ماهاراشترا وغوا
• حزام بين أوديشا وجارخاند
• المعادن غير الحديدية

أنواع المعادن غير الحديدية لا تحتوي على خام الحديد، وتندرج ضمن فئة المعادن وموارد الطاقة. ومن أمثلة هذا النوع من المعادن النحاس والبوكسيت. في الهند:

يتم إنتاج النحاس بكميات كبيرة في مناجم بالاغات في ماديا براديش ومنطقة سينغبهوم في جارخاند.

تعد هضبة أماركانتاك وتلال مايكال ومنطقة هضبة بيلاسبور-كاتني من أكثر الرواسب المعدنية غير الحديدية شيوعًا.

• المعادن غير المعدنية

أنواع المعادن اللافلزية هي مواد غير عضوية لا تمتلك خصائص معدنية. تفتقر هذه المعادن إلى المعادن والبنية البلورية، مما يجعلها موصلات كهربائية رديئة. ومع ذلك، فإن جزيئاتها متراصة داخل البنية الذرية، مما يمنحها خاصية شبه نفاذة. ومن أمثلة المعادن اللافلزية الفحم والنفط والحجر الجيري والميكا. توجد الرواسب الرئيسية للمعادن اللافلزية في الهند في الطرف الشمالي لهضبة تشوتا ناجبور. يمكن العثور على هذه المعادن في الصخور التي تحتوي على كربونات الكالسيوم أو كربونات المغنيسيوم. وهي مادة خام مهمة لصناعة الأسمنت، ومطلوبة لصهر خام الحديد في فرن الصهر العالي.

يمكن تصنيف المعادن أيضا إلى:

• المعادن الفلزية: المعادن الفلزية هي معادن صلبة موصلة للحرارة والكهرباء، وتتميز ببريقها . على سبيل المثال، الذهب، والفضة، والقصدير، والنحاس، والرصاص، والزنك، والحديد، والنيكل، والكروم، والألومنيوم. خصائص المعادن الفلزية هي:

المعادن المعدنية تقدم لمعانًا معدنيًا في مظهرها

تحتوي على معادن في تركيبها الكيميائي

المصدر المحتمل لخامات المعادن التي يمكن استخراجها عن طريق التعدين

المعادن المعدنية تحتوي على المعدن في شكله الخام

يتم تصنيف المعادن المعدنية إلى معادن معدنية حديدية ومعادن غير حديدية

المعادن الحديدية هي تلك المعادن التي تحتوي على الحديد . تمثل المعادن الحديدية حوالي ثلاثة أرباع القيمة الإجمالية لإنتاج المعادن الفلزية. من أمثلة المعادن الحديدية خام الحديد، والمنغنيز، والنيكل، والكوبالت ، وغيرها.

المعادن غير الحديدية هي تلك المعادن التي لا تحتوي على الحديد. ومن أمثلة المعادن غير الحديدية النحاس والرصاص والقصدير والبوكسيت، إلخ.

المعادن الثمينة هي الذهب والفضة والبلاتين وما إلى ذلك.

• المعادن اللافلزية: المعادن اللافلزية هي مجموعة محددة من العناصر الكيميائية التي لا ينتج منها أي منتج جديد عند صهرها. على سبيل المثال، الحصى، والرمل، والجبس، وحجر الزينة، والهاليت، واليورانيوم. خصائص الموارد المعدنية اللافلزية:

أنواع المعادن غير المعدنية هي المعادن التي تقدم لمعانًا أو بريقًا غير معدني في مظهرها

لا تحتوي هذه المعادن على معادن قابلة للاستخراج في تركيبها الكيميائي.

بعض الأمثلة على المعادن غير المعدنية هي الميكا والملح والبوتاس والكبريت والجرانيت والحجر الجيري والرخام والحجر الرملي وما إلى ذلك.

معادن الطاقة: معادن الطاقة هي مواد خام تستخدم في صناعة الطاقة. من أمثلة معادن الطاقة: النفط، والبترول، والغاز الطبيعي، والحجر الرملي البيتوميني والحجر الجيري، والصخر الزيتي، والفحم، والليغنيت، والجفت، والثوريوم، واليورانيوم.

تعرف أيضاً على: المغناطيس: تعريفه وتطبيقاته

وختاما، تلعب أنواع المعادن دورًا مؤثرا في حياة الإنسان. وتتعدد أنواع المعادن، الحديدية وغير الحديدية، وتستخدم لأغراض متنوعة بدءًا من مواد البناء والأدوات الصحية وصولًا إلى أدوات المائدة والزينة.

• byju'sWhat are Minerals?-بتصرف
• The Science Learning HubWhat are minerals?-بتصرف

مشاركة المقال

وسوم