โลหะ: ประวัติคุณสมบัติประเภทการใช้งานตัวอย่าง - เคมี - 2026

โลหะจะเกิดขึ้นโดยกลุ่มขององค์ประกอบที่อยู่บนด้านซ้ายที่มีข้อยกเว้นของไฮโดรเจนอโลหะที่ของตารางธาตุ โลหะประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีประมาณ 75% ดังนั้นจึงสามารถกล่าวได้ว่าส่วนใหญ่ของธรรมชาติเป็นโลหะในธรรมชาติ

โลหะที่มนุษย์นำมาแปรรูปในยุคดึกดำบรรพ์มีดังต่อไปนี้: ทองเงินทองแดงดีบุกตะกั่วและเหล็ก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าพวกเขาอยู่ในสถานะดั้งเดิมหรือเพราะง่ายต่อการประมวลผลเพื่อสร้างวัตถุที่มีประโยชน์

องค์ประกอบโลหะสีฟ้า Metalloids ที่มีสีเขียวและไม่ใช่โลหะเป็นสีน้ำตาล

ดูเหมือนเป็นเวทมนตร์ที่สามารถสกัดจากกองหินและแร่ธาตุเงาและสีเงินได้ (มีข้อยกเว้นที่สำคัญและโดดเด่นบางประการ) นั่นคือกรณีของอะลูมิเนียมและอะลูมิเนียมซึ่งได้จากหินดินเหนียวโลหะที่ลดลงนี้ได้มาในแผ่นหรือกระดาษเงิน

โลหะเป็นกรอบของอุตสาหกรรม สายเคเบิลเครื่องปฏิกรณ์หน่วยภาชนะไม่ทางใดก็ทางหนึ่งประกอบด้วยโลหะและโลหะผสมของมัน

เหรียญแรกอาวุธเครื่องมือชุดเกราะทำด้วยโลหะเพื่อใช้ในการผลิตยานพาหนะจักรยานเรือเครื่องบินคอมพิวเตอร์และสิ่งของจำเป็นอื่น ๆ ในชีวิตสมัยใหม่

ประวัติศาสตร์

ยุคทองแดง

การขยายตัวของโลหะวิทยา - ที่มา: Metallurgical diffusion.svg ภายใต้ใบอนุญาต Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International

ใน 9000 ปีก่อนคริสตกาลวัตถุโลหะทองแดงปลอมแปลงชิ้นแรกถูกสร้างขึ้นในตะวันออกใกล้เมื่อมนุษย์ค้นพบว่าการตอกทองแดงช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานโดยใช้มันในการทำมีด นี่คือยุคทองแดง

พบว่าทองแดงสามารถหาได้จากการให้ความร้อนแก่แร่ธาตุสีน้ำเงินเช่นคอร์เวลไลต์และมาลาไคต์ (4000-3000 ปีก่อนคริสตกาล)

ยุค Chalcolithic เป็นช่วงเวลาก่อนยุคสำริดซึ่งตรงกับ 5,000-3,000 ปีก่อนคริสตกาลมนุษย์เริ่มทดลองการหลอมและหลอมทองแดงเพื่อให้ได้ทองแดงปลอมจากทองแดงออกไซด์

ยุคสำริด (3,000-1,500 ปีก่อนคริสตกาล)

วัสดุจากยุคสำริด - ที่มา: Gaguilella ภายใต้ใบอนุญาต Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International

มนุษย์อาจเริ่มทำโลหะผสมโดยไม่ได้ตั้งใจโดยเริ่มจากทองแดงและสารหนูและต่อมาด้วยทองแดงและดีบุกเพื่อให้ได้ทองแดงในตะวันออกใกล้

วัตถุสำริดที่สอดคล้องกับเวลานี้มีทองแดง 87% ดีบุก 11% เหล็กสารหนูนิกเกิลตะกั่วและพลวงจำนวนเล็กน้อย

ยุคเหล็ก (700 ปีก่อนคริสตกาล)

ชายคนนี้ใช้ประสบการณ์ในการผลิตทองแดงดัดเพื่อผลิตเหล็กดัดในตะวันออกใกล้ ในช่วงเวลาเดียวกันนั้นเกิดการแกรนูลของผงอิทรัสคันในอิตาลี

การผลิตเหล็กที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักกันดีโลหะผสมเหล็กและคาร์บอนปรากฏในชิ้นส่วนของโลหะที่แหล่งโบราณคดีในอนาโตเลีย (1800 ปีก่อนคริสตกาล)

ประมาณ ค.ศ. 1122 ณ วันที่และสถานที่ที่ไม่รู้จักมีการนำเหล็กหล่อมาใช้ ในปี ค.ศ. 1440 ได้มีการผลิตระฆังใหญ่แห่งปักกิ่งประเทศจีน เกือบสามศตวรรษต่อมาในปี ค.ศ. 1709 เหล็กหลอมเหลวถูกผลิตโดยใช้โค้กเป็นวัสดุเชื้อเพลิง

ในปี ค.ศ. 1779 เหล็กหล่อถูกใช้ในอังกฤษเป็นวัสดุทางสถาปัตยกรรม ในปี 1855 Henry Bessenir ใช้เหล็กหมูเป็นวัตถุดิบเพื่อให้ได้เหล็กอ่อน Clark and Wood ของอังกฤษ (1872) จดสิทธิบัตรโลหะผสมซึ่งปัจจุบันถือว่าเป็นเหล็กกล้าไร้สนิม

คุณสมบัติทางกายภาพของโลหะ

ทองสัมฤทธิ์ของระฆังโบราณเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงประโยชน์ของโลหะเพื่อจุดประสงค์ในการประดับหรือศาสนา ที่มา: pxhere.

ในคุณสมบัติทางกายภาพบางประการของโลหะที่เรามี:

- โลหะมีลักษณะแวววาวและสามารถสะท้อนแสงได้

- โดยทั่วไปเป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี

- มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง

- มีความอ่อนตัวได้กล่าวคือสามารถตอกเพื่อผลิตแผ่นบาง ๆ

- มีความเหนียวด้วยคุณสามารถผลิตสายไฟหรือเส้นใยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมาก

- นำเสนอในสถานะของแข็งยกเว้นปรอทซึ่งเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องและแกลเลียมซึ่งละลายได้โดยการบีบระหว่างมือของคุณ ในภาพต่อไปนี้คุณจะเห็นภาชนะบรรจุปรอท:

- ร่างกายทึบแสงแผ่นบาง ๆ ไม่ถูกแสง

- พวกมันแข็งมากยกเว้นโซเดียมและโพแทสเซียมซึ่งสามารถตัดได้ด้วยมีด

- มีความหนาแน่นสูงโดยออสเมียมและอิริเดียมมีความหนาแน่นสูงสุดและลิเธียมมีความหนาแน่นต่ำสุด

คุณสมบัติทางเคมีของโลหะ

ในคุณสมบัติทางเคมีบางประการของโลหะที่เรามี:

- พวกเขามีแนวโน้มที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนและสร้างไอออนบวกของโลหะ M ^{n +}โดยที่ n ระบุเลขออกซิเดชันซึ่งเฉพาะสำหรับโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ ธ เท่านั้นที่จะเกิดขึ้นพร้อมกับจำนวนเวเลนซ์

- อิเล็กโทรเนกาติวิตีของมันต่ำ

- กัดกร่อนและสัมผัสกับความเสียหายจากการเกิดออกซิเดชัน

- สร้างออกไซด์พื้นฐานเมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ออกไซด์เหล่านี้เมื่อรวมกับน้ำในรูปโลหะไฮดรอกไซด์ ออกไซด์ของโลหะทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือและน้ำ

- เป็นสารรีดิวซ์ที่ดีเนื่องจากให้อิเล็กตรอน

ประเภทโลหะ

โลหะแบ่งออกเป็นดังต่อไปนี้: อัลคาไลน์, อัลคาไลน์ - เอิร์ ธ , หลังการเปลี่ยนผ่าน, การเปลี่ยนผ่านและที่เรียกว่าดินหายาก

โลหะอัลคาไล

มักไม่พบในธรรมชาติเนื่องจากเป็นสนิมได้ง่าย พวกมันมี suborbital s ¹อยู่ในเปลือกนอกของวงโคจรดังนั้นพวกมันจึงมีสถานะออกซิเดชัน +1 เป็นโลหะที่ทำปฏิกิริยากับน้ำโดยคายความร้อนและกำลังลดลงอย่างมาก

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ

เป็นโลหะที่อ่อนและเหนียว อะตอมของธาตุในกลุ่มนี้มีโครงร่าง s ²ดังนั้นพวกเขาจึงสามารถให้อิเล็กตรอนสองตัวและสถานะออกซิเดชันของพวกมันคือ +2 ยกเว้นเบริลเลียมพวกมันสามารถออกซิไดซ์ได้เมื่อสัมผัสกับอากาศ

โลหะหลังการเปลี่ยนผ่าน

เป็นโลหะของสิ่งที่เรียกว่า p block ซึ่งตั้งอยู่ระหว่างโลหะทรานซิชันและโลหะผสมในตารางธาตุ

องค์ประกอบของกลุ่ม 3 มีสถานะออกซิเดชัน +1 และ +3 เป็นส่วนใหญ่แม้ว่าอลูมิเนียมจะมีสถานะออกซิเดชัน +3 เท่านั้น นอกจากนี้ส่วนหนึ่งของโลหะหลังการเปลี่ยนผ่านบางส่วนอยู่ในกลุ่ม 14 และ 15

โลหะทรานซิชั่นง

พวกมันก่อตัวเป็นกลุ่มที่พบระหว่างองค์ประกอบที่สร้างฐานและองค์ประกอบที่สร้างกรด ออร์บิทัลอะตอม d และ f ไม่สมบูรณ์และมีการเติม แม้ว่าคำว่าโลหะทรานซิชันหมายถึงโลหะทรานซิชัน d.

โลหะทรานซิชั่นมีสถานะออกซิเดชันมากกว่าหนึ่งสถานะ มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกว่าโลหะกลุ่มอื่น ๆ โลหะทรานซิชันเป็นกลุ่มโลหะที่แตกต่างกันมากซึ่งรวมถึงเหล็กโครเมียมเงิน ฯลฯ

แผ่นดินหายาก

แร่ธาตุหายาก

โลหะกลุ่มนี้ประกอบด้วยองค์ประกอบสแกนเดียมและอิตเทรียมและองค์ประกอบของชุดแลนทาไนด์และแอกทิไนด์ คำว่า 'โลกที่หายาก' หมายถึงความจริงที่ว่าพวกมันไม่พบในธรรมชาติในสภาพบริสุทธิ์และสามารถโจมตีได้ด้วยกรด

การประยุกต์ใช้งาน

โลหะอัลคาไล

ลิเธียมใช้เป็นสื่อถ่ายเทความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์บางชนิด ใช้กับแบตเตอรี่แห้งและตัวสะสมแสงบางรุ่น ลิเธียมคลอไรด์และลิเธียมโบรไมด์เป็นสารประกอบดูดความชื้นที่ใช้ในกระบวนการอบแห้งและปรับอากาศในอุตสาหกรรม

โซเดียมใช้ในโลหะผสมของโลหะเช่นไทเทเนียมและเซอร์โคเนียม ใช้ในแสงสว่างสาธารณะในโคมไฟโซเดียมอาร์ค โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ใช้เป็นเครื่องปรุงอาหารและถนอมเนื้อสัตว์

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ

แมกนีเซียมถูกใช้ในการถ่ายภาพเป็นแสงแฟลชและในดอกไม้ไฟ แบเรียมเป็นส่วนประกอบของโลหะผสมที่ใช้กับหัวเทียนเนื่องจากความง่ายขององค์ประกอบในการปล่อยอิเล็กตรอน เกลือแบเรียมใช้เพื่อจำกัดความเสียหายจากรังสีเอกซ์ต่อเพลตในระบบทางเดินอาหาร

แคลเซียมใช้ในการขจัดสิ่งสกปรกที่ละลายในโลหะหลอมเหลวและในการกำจัดก๊าซเสียในหลอดสุญญากาศ เป็นส่วนหนึ่งของปูนปลาสเตอร์ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างและในการรักษากระดูกหัก

โลหะหลังการเปลี่ยนผ่าน

เนื่องจากอลูมิเนียมเป็นโลหะน้ำหนักเบาจึงถูกนำมาใช้ในการสร้างเครื่องบินและเรือ นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตเครื่องใช้ในครัวมากมาย ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตผลิตภัณฑ์ระงับกลิ่นกายที่ จำกัด การขับเหงื่อ

แกลเลียมใช้ในทรานซิสเตอร์และเทอร์มอมิเตอร์ที่มีอุณหภูมิสูง ไอโซโทป⁶⁷ Ga ใช้ในทางการแพทย์เพื่อรักษาเนื้องอกบางชนิด ตะกั่วถูกใช้ในการสร้างแบตเตอรี่และในการป้องกันรังสีไอออไนซ์

โลหะเปลี่ยนผ่าน

ทองแดงใช้ในท่อน้ำประปาตู้เย็นและระบบปรับอากาศ นอกจากนี้ยังใช้เป็นส่วนหนึ่งของกลไกการกระจายความร้อนของคอมพิวเตอร์ ใช้ในการนำกระแสไฟฟ้าแม่เหล็กไฟฟ้าและในการระบายสีของแว่นตา

นิกเกิลใช้ทำสแตนเลสเช่นเดียวกับสายกีตาร์และแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ นอกจากนี้ยังใช้ในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าในการป้องกันโลหะ ใช้ในโลหะผสมที่พบในชิ้นส่วนยานยนต์เช่นวาล์วแบริ่งและเบรก

นิกเกิลถูกนำมาใช้ในการทำเหรียญมานานแล้ว

สังกะสีใช้เพื่อป้องกันโลหะจากการกัดกร่อนในการผลิตทองเหลือง ซิงค์ออกไซด์และซิงค์ซัลเฟตใช้ในการผลิตแผ่นที่ใช้ในหลังคารางน้ำและรางน้ำ

โครเมียมใช้เพื่อป้องกันโลหะจากการกัดกร่อนและให้ความเงางาม ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนีย (NH ₃ ) โครเมียมออกไซด์ใช้เพื่อป้องกันไม้

แผ่นดินหายาก

Scandium ใช้ในโลหะผสมที่มีอลูมิเนียมสำหรับส่วนประกอบการบินและอวกาศ เป็นสารเติมแต่งในหลอดไอปรอท

แลนทานัมใช้ในแว่นตาที่ทนต่อด่างและมีดัชนีหักเหสูง นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตเลนส์กล้องถ่ายรูปและเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแตกตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับโรงกลั่นน้ำมัน

ซีเรียมใช้เป็นตัวออกซิไดซ์ทางเคมี นอกจากนี้ยังใช้ในการให้สีเหลืองในแก้วและเซรามิกเช่นเดียวกับตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับเตาอบที่ทำความสะอาดตัวเอง

ตัวอย่างของธาตุโลหะ

เป็นด่าง

โซเดียม (Na) โพแทสเซียม (K) ซีเซียม (Cs) ลิเธียม (Li) และรูบิเดียม (Ru)

อัลคาไลน์เอิร์ ธ โทน

เบริลเลียม (Be) แมกนีเซียม (Mg) แคลเซียม (Ca) สตรอนเทียม (Sr) แบเรียม (Ba) และเรเดียม (Ra)

โพสต์ในช่วงการเปลี่ยนแปลง

อลูมิเนียม (Al), แกลเลียม (Ga), อินเดียม (In), แทลเลียม (Tl), ดีบุก (Sn) และตะกั่ว (Pb)

เกี่ยวกับการนำส่ง

ไทเทเนียม (Ti) วาเนเดียม (V) โครเมียม (Cr) แมงกานีส (Mn) เหล็ก (Fe) โคบอลต์ (Co) นิกเกิล (Ni) ทองแดง (Cu) สังกะสี (Zn) เซอร์โคเนียม (Zr) ไนโอเบียม (Nb) โมลิบดีนัม (Mo) แพลเลเดียม (Pd) เงิน (Ag) ทังสเตน (W) รีเนียม (Re) ออสเมียม (Os) อิริเดียม (Ir)

Platinum (Pt), Gold (Au) และ Mercury (Hg)

แผ่นดินหายาก

Scandium (Sc), อิทเทรียม (Y), แลนทานัม (La), ซีเรียม (Ce), พราซีโอไดเมียม (Pr), นีโอดิเมียม (Nd), ซามาเรียม (Sm), ยูโรเทียม (Eu), แกโดลิเนียม (Gd), โฮลเมียม (โฮ), เออร์เบียม (Er), ทูเลี่ยม (Tm), อิตเทอร์เบียม (Yb) และลูเตเทียม (Lu)

อ้างอิง

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
2. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 ตุลาคม 2562). โลหะเทียบกับอโลหะ ดึงมาจาก: thoughtco.com
4. โลหะและคุณสมบัติ - ทางกายภาพและทางเคมี . กู้คืนจาก: csun.edu
5. Jonathan Maes (2019) โลหะ 18 ประเภทที่แตกต่างกัน (ข้อเท็จจริงและการใช้งาน) ดึงมาจาก: makeitfrommetal.com