Καθημερινές Χρήσεις Μεταβατικών Μετάλλων

Ο κόσμος μας είναι φτιαγμένος κυρίως από μέταλλο. Συναντάτε μέταλλα κάθε μέρα, και το πιθανότερο είναι ότι η πλειονότητα από αυτά που συναντάτε εμπίπτουν στην τρίτη κατηγορία στον περιοδικό πίνακα - τα μέταλλα μετάπτωσης. Τι είναι τα μέταλλα μετάπτωσης και πού μπορεί να τα συναντήσετε στην καθημερινή σας ζωή;

Ιδιότητες των μετάλλων μετάβασης

Πρώτον, τι είναι τα μέταλλα μετάπτωσης; Υπάρχουν πολλά στοιχεία σε αυτή την ενότητα. Τα μέταλλα μεταπτώσεως αποτελούνται από τις ομάδες 3 έως 12 στον περιοδικό πίνακα. Αυτό αποτελείται από 38 στοιχεία συνολικά. Θα πάμε περισσότερα σε κάθε στοιχείο λεπτομερώς σε μια στιγμή. Τα μέταλλα μετάπτωσης περιλαμβάνουν:

Περίοδος 4	Περίοδος 5	Περίοδος 6	Περίοδος 7
Σκάνδιο	Ύττριο	Hafnium	Rutherfordium
Τιτάνιο	Ζιρκόνιο	Ταντάλιο	Dubnium
Βανάδιο	Νιόβιο	Βολφράμιο	Seaborgium
Chromium	Μολυβδαίνιο	Ρήνιο	Βόριο
Μαγγάνιο	Τεχνήτιο	Όσμιο	Χάσιο
Σίδερο	Ρουθήνιο	Ιρίδιο	Meitnerium
Κοβάλτιο	Ρόδιο	Πλατινένιο	Darmstadtium
Νίκελ	Παλλάδιο	Χρυσός	Roentgenium
Χαλκός	Ασημί	Ερμής	Κοπερνίκιο
Ψευδάργυρος	Κάδμιο

Αυτά τα μέταλλα θεωρούνται η μετάβαση ή η γέφυρα μεταξύ των βασικών στοιχείων της ομάδας και στις δύο πλευρές του τραπεζιού. Δημιουργούν μια γέφυρα μεταξύ των μετάλλων αλκαλίων και μετάλλων αλκαλικών γαιών στην αριστερή πλευρά του τραπεζιού, γνωστά ως ενεργά μέταλλα, και των μετάλλων, των ημιμετάλλων και των αμέταλλων στη δεξιά πλευρά του τραπεζιού.

Αυτά τα μέταλλα κέρδισαν το παρατσούκλι τους το 1921 όταν ονομάστηκαν η μεταβατική σειρά στοιχείων από έναν Άγγλο χημικό ονόματι Charles Bury.

Η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC) ορίζει αυτά τα μέταλλα μετάπτωσης ως «οποιοδήποτε στοιχείο με ένα μερικώς γεμάτο υπο-κέλυφος ηλεκτρονίων d». Τα στοιχεία χωρίζονται και ορίζονται από ένα από τα τέσσερα διαφορετικά τροχιακά ηλεκτρονίων – που ονομάζονται s, p, d και f – και τα τελευταία τρία έχουν επίσης υποεπίπεδα ή υπο-φλοιούς που μπορούν να χωρέσουν ακόμη περισσότερα ηλεκτρόνια. Ο ορισμός τροχιακού βοηθά τους χημικούς να προσδιορίσουν πού πέφτει κάθε στοιχείο στον περιοδικό πίνακα.

Καθώς μετακινείστε στον περιοδικό πίνακα από αριστερά προς τα δεξιά, αυτά τα υποκέλυφα γεμίζουν σταδιακά περισσότερο.

Μια μοναδική ιδιότητα αυτών των μετάλλων μετάπτωσης είναι το γεγονός ότι είναι απαραίτητα για τη λειτουργία της βιολογικής ζωής. Πολλά από αυτά, από σίδηρο και κοβάλτιο μέχρι χαλκό και πράγματα όπως το μολυβδαίνιο είναι απαραίτητα για να μας κρατήσουν ζωντανούς και υγιείς. Χωρίς αρκετό σίδηρο στην κυκλοφορία του αίματός σας, το σώμα σας δεν μπορεί να μεταφέρει οξυγόνο μέσω του σώματός σας. Άλλα μεταβατικά μέταλλα, όπως ο χαλκός και το κοβάλτιο, υπάρχουν ως ιχνοστοιχεία στο σώμα σας και η πλήρης έκταση των εφαρμογών τους δεν είναι πλήρως κατανοητή.

Υπάρχουν δύο άλλες κατηγορίες - λανθανίδες και ακτινίδες - που βρίσκονται στο κάτω μέρος του περιοδικού πίνακα. Οι άνθρωποι μερικές φορές τα αναφέρουν ως τα εσωτερικά μέταλλα μετάπτωσης, καθώς ο ατομικός τους αριθμός εμπίπτει μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου στοιχείου στις δύο τελευταίες σειρές μετάλλων μετάπτωσης. Ωστόσο, θα αναφερθούμε σε αυτά σε μεταγενέστερη ημερομηνία.

Χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά

Όλα αυτά τα στοιχεία είναι μέταλλα, που σημαίνει ότι είναι λαμπερά στην όψη, επιδεικνύοντας την ενδεικτική μεταλλική λάμψη που τα ορίζει ως μέταλλα. Τα περισσότερα από αυτά είναι πολύ σκληρά, έχουν υψηλά σημεία τήξης και σημεία βρασμού τόσο υψηλά που είναι σχεδόν αδύνατο να τα φτάσετε. Σχεδόν όλοι είναι καλοί στην αγωγή τόσο της θερμότητας όσο και του ηλεκτρισμού, καθιστώντας τα χρήσιμα για μια ποικιλία εφαρμογών.

Η πιο κοινή χρήση για τα μέταλλα στις περιόδους 4, 5 και 6 είναι σε κράματα, γεγονός που τα καθιστά απίστευτα ευέλικτα. Τα κράματα είναι μείγματα δύο ή περισσότερων μετάλλων για να κάνουν το τελικό προϊόν ισχυρότερο, ελαφρύτερο ή ευκολότερο στην εργασία.

Είναι συνήθως απίστευτα εύπλαστα, αν και μερικά απαιτούν πολύ υψηλές θερμοκρασίες για να γίνουν αρκετά εύπλαστα για να λειτουργήσουν. Πολλά από αυτά τα μέταλλα, όπως ο σίδηρος και ο χαλκός, έχουν επίσης χρήσιμες δομικές ιδιότητες. Είναι σε θέση να λυγίζουν και να αναδιαμορφώνονται χωρίς να χάνουν τη δομική τους ακεραιότητα και αντοχή. Ενώ μπορείτε να πάρετε ένα κομμάτι σιδήρου ή χαλκού και να το λυγίσετε εμπρός και πίσω ξανά και ξανά για να αποδυναμώσετε τους δεσμούς του ή να το κάνετε να σπάσει, στις περισσότερες εφαρμογές, αυτά τα μέταλλα διατηρούν τη δομική τους ακεραιότητα ανεξάρτητα από το σχήμα τους.

Αυτά τα μέταλλα, σε ατομικό επίπεδο, τείνουν να χάνουν ηλεκτρόνια όταν συνδέονται. Αυτό τους κάνει να δημιουργούν θετικά ιόντα. Αυτά τα μέταλλα συχνά σχηματίζουν επίσης χρωματιστά σύμπλοκα, πράγμα που σημαίνει ότι αν τα βρείτε σε διαφορετικές ενώσεις ή διαλύματα, μπορεί να είναι πολύ πολύχρωμα. Μερικά παραδείγματα αυτού είναι ο μαλαχίτης που είναι έντονο πράσινο, ο αζουρίτης που εμφανίζεται συνήθως ως λαμπρό μπλε και ο προστίτης που είναι βαθύ κόκκινο.

Μερικά από τα μέταλλα αυτής της κατηγορίας είναι αντιδραστικά, αλλά δεν αντιδρούν τόσο γρήγορα ή τόσο βίαια όσο εκείνα της κατηγορίας των αλκαλικών μετάλλων. Τα μερικώς γεμάτα ηλεκτρονιακά υπο-κέλυφά τους σημαίνουν επίσης ότι αυτά τα μέταλλα μπορούν να εμφανίσουν πολλαπλές διαφορετικές καταστάσεις οξείδωσης, που συνήθως χωρίζονται από ένα μόνο ηλεκτρόνιο. Αυτές οι ποικίλες καταστάσεις οξείδωσης καθιστούν τα περισσότερα μέταλλα μετάπτωσης παραμαγνητικά επίσης - επιδεικνύουν ασθενή μαγνητική έλξη, αλλά δεν θα διατηρήσουν κανένα είδος μόνιμου μαγνητισμού. Λέμε τα περισσότερα, γιατί υπάρχουν τουλάχιστον τρία μέταλλα σε αυτήν την κατηγορία που θεωρούνται σιδηρούχα, άρα είναι μαγνητικά και αντιδρούν έντονα στα μαγνητικά πεδία.

Τα μέταλλα μετάπτωσης επιδεικνύουν επίσης υψηλή καταλυτική δράση. Με άλλα λόγια, τα στοιχεία σε αυτό το τμήμα, καθώς και οι ενώσεις τους, λειτουργούν ως καλοί καταλύτες. Είτε θα αντιδράσουν με κάτι, αλλάζοντας την κατάσταση οξείδωσής τους στη διαδικασία, είτε θα απορροφήσουν ουσίες που κάθονται στην επιφάνειά τους, ενεργοποιώντας τις. Οι καταλύτες λειτουργούν δημιουργώντας καταλυτικές οδούς για να ακολουθήσει μια αντίδραση. Αυτά τα μέταλλα είναι πολύ χαρούμενα να προσλάβουν νέα ηλεκτρόνια ή να δωρίσουν αυτά που έχουν ήδη για να τροφοδοτήσουν αυτές τις αντιδράσεις.

Πολλά από τα μέταλλα μετάπτωσης είναι από τα πιο άφθονα στοιχεία στη Γη. Ο σίδηρος είναι ο τέταρτος σε αφθονία. Το τιτάνιο έρχεται σε 10 και το μαγγάνιο σε 13. Άλλα μεταβατικά μέταλλα, όπως ο χρυσός και το ασήμι, είναι επίσης άφθονα, αλλά δεν κατατάσσονται σχεδόν τόσο ψηλά όσο αυτά που αναφέρθηκαν προηγουμένως.

Δεν υπάρχουν επίσημες οικογένειες για τα μέλη των μετάλλων μετάβασης, αλλά οι άνθρωποι συχνά τους δίνουν ανεπίσημους χαρακτηρισμούς, ειδικά για τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα. Ας ρίξουμε μια ματιά στις πιο κοινές ονομασίες για ομάδες μετάλλων μετάβασης και πού μπορεί να τις συναντήσετε στην πραγματική ζωή.

Εφαρμογές πραγματικής ζωής

Μπορεί να είναι δύσκολο να αναλυθούν ορισμένα από αυτά τα στοιχεία, επειδή δεν έχουν όλα κοινές εφαρμογές, οπότε ας δούμε μερικούς από τους ανεπίσημους χαρακτηρισμούς ομάδων για τα μέταλλα μεταπτώσεως που χρησιμοποιούνται συνήθως.

Σιδήρουχα ή μαγνητικά μέταλλα

Τα σιδηρούχα μέταλλα είναι εκείνα που αντιδρούν με ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτός είναι ο λόγος που μπορείτε να κολλήσετε έναν μαγνήτη σε ένα χαλύβδινο ψυγείο αλλά όχι έναν αλουμινένιο προφυλακτήρα αυτοκινήτου. Αυτά τα μέταλλα περιλαμβάνουν τα ακόλουθα στοιχεία.

Σίδερο

Ο σίδηρος είναι εύκολα ένα από τα πιο αναγνωρίσιμα στοιχεία στον περιοδικό πίνακα. Τα ανθρώπινα όντα χρησιμοποιούν τον σίδηρο στις διάφορες μορφές του για περισσότερα από 5.000 χρόνια. Θα μπορούσαμε να γράψουμε ένα ολόκληρο άρθρο για το μόνο σίδηρο και τις διαφορετικές χρήσεις του. Ακολουθούν μερικές εφαρμογές που μπορεί να συναντήσετε στην καθημερινή σας ζωή.

Χρήσεις για σίδερο

Χάλυβας: Αναμείξτε σίδηρο με μαγγάνιο και χρώμιο — και τα δύο επίσης μέταλλα μεταπτώσεως — και παίρνετε χάλυβα. Αυτό το κράμα είναι η ραχοκοκαλιά μεγάλου μέρους της παγκόσμιας υποδομής μας. Ο χάλυβας εμφανίζεται σε όλα, από την κατασκευή μέχρι τα αυτοκίνητα και τα αεροσκάφη, για να αναφέρουμε μόνο μερικά.
Αιμοσφαιρίνη: Έχετε επίσης σίδηρο στο αίμα σας, με τη μορφή αιμοσφαιρίνης. Αυτά τα κύτταρα μεταφέρουν οξυγόνο από τους πνεύμονες στα όργανα και τους ιστούς σας και στη συνέχεια μεταφέρουν διοξείδιο του άνθρακα πίσω στους πνεύμονες, ώστε να μπορείτε να το εκπνεύσετε.
Μαγείρεμα: Δεν μπορείτε να κάνετε λάθος με ένα τηγάνι από χυτοσίδηρο. Η ανάμειξη σιδήρου με άνθρακα ή πυρίτιο παρέχει χυτοσίδηρο, μια δημοφιλής επιλογή για διακόσμηση και μαγειρικά εργαλεία.

Κοβάλτιο

Το κοβάλτιο πήρε το όνομά του από τη γερμανική λέξη kobald, που παραπέμπει σε ένα υπόγειο καλικάντζαρο που του αρέσει να προκαλεί προβλήματα. Οι Γερμανοί ανθρακωρύχοι το ονόμασαν από αυτό το άτακτο μικρό καλικάντζαρο γιατί είναι απίστευτα δύσκολο να εξορύξεις. Στη στοιχειακή του μορφή, το κοβάλτιο είναι ένα λαμπρό μπλε χρώμα, αλλά περιέχει επίσης αρσενικό, καθιστώντας το απίστευτα τοξικό. Ποιες είναι μερικές τυπικές χρήσεις του κοβαλτίου;

Χρήσεις για Colbalt

Βαφή, μελάνι και χρωστικές: Αυτό το λαμπρό μπλε του κοβαλτίου έκανε το στοιχείο απίστευτα δημοφιλές στους καλλιτέχνες μετά την ανακάλυψή του. Εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σήμερα, αν και έχει υποστεί προσεκτική επεξεργασία για την αφαίρεση τυχόν παρατεινόμενου αρσενικού, καθιστώντας ασφαλέστερη την εργασία μαζί του.
Επαναφορτιζόμενες μπαταρίες: Πολλά σύγχρονα ηλεκτρονικά βασίζονται σε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες και αυτές οι μπαταρίες εξαρτώνται από το κοβάλτιο. Περισσότερο από το 50% της παγκόσμιας προσφοράς κοβαλτίου καταλήγει σε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες.
Κράματα: Οι μηχανικοί και οι μεταλλουργοί μπορούν να κάνουν κράμα κοβαλτίου με διάφορα μέταλλα, βελτιώνοντας τον μαγνητισμό και την αντοχή, καθώς και μειώνοντας τη διάβρωση.

Νίκελο

Το Nickle είναι ένα άλλο μέταλλο που συνήθιζε να δίνει στους ανθρακωρύχους ταιριάζει. Στο έδαφος, μοιάζει με χαλκό, που οδηγεί τους Γερμανούς ανθρακωρύχους να το ονομάσουν Kupfernickel, που σημαίνει «καθαρός χαλκός». Μπορεί να είχε χρησιμοποιηθεί στο νόμισμα που μοιράζεται το όνομά του στο παρελθόν, αλλά δεν υπάρχει πλέον νικέλιο σε αυτά τα κομμάτια των 5 λεπτών.

Χρήσεις για νικέλιο

Κράματα: Το νικέλιο ταιριάζει καλά με τα πάντα, από χάλυβα και σίδηρο μέχρι χαλκό, χρώμιο, κοβάλτιο και τα περισσότερα άλλα μέταλλα μετάπτωσης.
Αντιδιαβρωτικές επιστρώσεις: Εάν έχετε δει ποτέ κάτι με την ετικέτα "επινικελωμένο", τότε έχετε δει ένα παράδειγμα αυτής της εφαρμογής. Το νικέλιο είναι φυσικά μη διαβρωτικό, κάνοντας μια εξαιρετική επίστρωση για μέταλλα που διαφορετικά θα μπορούσαν να οξειδωθούν παρουσία οξυγόνου.
Μπαταρίες: Το νικέλιο είναι ένα κύριο συστατικό στις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Αναζητήστε αυτά που φέρουν την ένδειξη NiMH, ή υδρίδιο νικελίου-μετάλλου.

Μέταλλα νομισμάτων

Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι άνθρωποι είτε χρησιμοποιούσαν αυτά τα μέταλλα σε νομίσματα στο παρελθόν είτε εξακολουθούν να τα χρησιμοποιούν σε νόμισμα σήμερα.

Χρυσός

Αυτό το μέταλλο χρειάζεται περιγραφή; Χρησιμοποιήσαμε χρυσό για νομίσματα και κοσμήματα για αιώνες. Οι Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιούσαν ακόμη και τον κανόνα του χρυσού για να υποστηρίξουν το νόμισμά τους μέχρι τη δεκαετία του 1930. Η ομοσπονδιακή κυβέρνηση διατηρεί τεράστιες αποθήκες χρυσού μέχρι σήμερα. Αυτό το μέταλλο είναι μαλακό και εύπλαστο. Μπορείτε να σφυρηλατήσετε 1 ουγγιά troy σε ένα φύλλο που θα εκτείνεται περισσότερο από 68 τετραγωνικά πόδια. Μπορείτε να διαμορφώσετε το χρυσό σε σχεδόν οτιδήποτε. Ποιες είναι μερικές κοινές εφαρμογές πέρα από τα κοσμήματα και τα νομίσματα; Ας ρίξουμε μια ματιά στις διαφορετικές εφαρμογές του.

Χρήσεις για χρυσό

Ηλεκτρονικά: Ο χρυσός είναι απίστευτα αγώγιμος και ανθεκτικός στη διάβρωση, δημιουργώντας κάθε είδους εφαρμογές στη βιομηχανία ηλεκτρονικών. Θα το βρείτε σε πράγματα όπως οι ακίδες σε μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) και οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων.
Οδοντιατρική: Ο χρυσός είναι ένα από τα πιο μη αντιδραστικά μέταλλα στη λίστα μας. Δεν αντιδρά στο νερό ή στα οξέα, καθιστώντας το το τέλειο μέταλλο για σφραγίσματα και στεφάνες στην οδοντιατρική.
Τρόφιμα: Είτε το πιστεύετε είτε όχι, μπορείτε πραγματικά να φάτε χρυσό. Το φύλλο χρυσού — κοπανισμένο απίστευτα λεπτό — είναι μια δημοφιλής γαρνιτούρα για ακριβά πιάτα.

Ασημί

Το ασήμι είναι ένα άλλο μέταλλο που είναι απίστευτα δημοφιλές τόσο για νομίσματα όσο και για κοσμήματα. Δεν είναι τόσο εύπλαστο όσο ο χρυσός, αλλά μπορείτε να τον λιώσετε και να τον ρίξετε σε σχεδόν οποιοδήποτε σχήμα. Επίσης, δεν είναι τόσο πολύτιμο όσο ο χρυσός επειδή είναι πιο άφθονο, αλλά αυτό δεν τον εμποδίζει να είναι απίστευτα δημοφιλής ως αξεσουάρ. Ακολουθούν μερικοί ενδιαφέροντες τρόποι με τους οποίους χρησιμοποιούμε το ασήμι.

Χρήσεις για ασήμι

Ηλεκτρονικά: Το ασήμι είναι ένα από τα καλύτερα μέταλλα για ηλεκτρονικά, λόγω των υψηλών επιπέδων θερμικής και ηλεκτρικής αγωγιμότητας του. Λειτουργεί τόσο καλά που είναι σχεδόν αδύνατο να το αντικαταστήσετε με φθηνότερα μέταλλα.
Φωτογραφία: Ενώ το μεγαλύτερο μέρος του κόσμου έχει μεταβεί στην ψηφιακή φωτογραφία, εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένοι παραδοσιακοί που προτιμούν το φιλμ. Οι κρύσταλλοι αλογονιδίου του αργύρου στο φιλμ είναι ευαίσθητοι στο φως και καταγράφουν μια εικόνα ώστε ο φωτογράφος να μπορεί να την αναπτύξει αργότερα.
Αντιμικροβιακές επικαλύψεις: Το ασήμι απορροφά το οξυγόνο, το οποίο σκοτώνει κάθε βακτήριο που έρχεται σε επαφή με την επιφάνειά του, καθιστώντας το μια φανταστική αντιμικροβιακή ουσία. Χρησιμοποιείται ακόμη και σε επίδεσμο πληγών και αλοιφές για τη θεραπεία εγκαυμάτων.

Χαλκός

Όταν σκέφτεστε τον χαλκό, οι περισσότεροι άνθρωποι φαντάζουν τις πένες, αλλά έχει περάσει πολύς καιρός από τότε που η αμερικανική δεκάρα είχε χαλκό μέσα της. Σήμερα, αυτά τα κομμάτια του 1 λεπτού κατασκευάζονται από ψευδάργυρο με μια λεπτή επίστρωση χαλκού στην επιφάνεια για να διατηρεί το χρώμα. Αυτό αποδείχθηκε καλό γιατί υπάρχουν τόσες πολλές διαφορετικές εφαρμογές για τον χαλκό που δεν θα μπορούσαμε να τις αναφέρουμε όλες.

Χρήσεις για χαλκό

Ηλεκτρονικά: Η αγωγιμότητα του χαλκού είναι ασυναγώνιστη από σχεδόν οποιοδήποτε από τα άλλα μέταλλα αυτής της λίστας. Είναι επίσης εύπλαστο και εύκολο να το τραβήξετε σε σύρμα, επομένως θα το βρείτε συχνά σε οτιδήποτε, από ηλεκτρονικά μέχρι καλωδιώσεις στους τοίχους σας.
Αγάλματα: Ο χαλκός γίνεται πρασινωπό-μπλε όταν οξειδώνεται. Ξέρετε τι άλλο είναι το πρασινομπλε; Το άγαλμα της ελευθερίας. Ένα από τα πιο διάσημα αγάλματα της χώρας είναι φτιαγμένο από χαλκό.
Μαγείρεμα: Ο χαλκός μεταφέρει επίσης πολύ καλά τη θερμότητα, καθιστώντας τον μια δημοφιλή επιλογή για μαγειρικά σκεύη και μαγειρικά σκεύη.

Κράμα μέταλλα

Τα κράματα μετάλλων είναι απαραίτητα για τις περισσότερες σύγχρονες κατασκευές, απλώς και μόνο λόγω της αφθονίας και της συχνής χρήσης τους σε σύγχρονα έργα. Έντεκα από αυτούς αποτελούν αυτήν την ομάδα επειδή βρίσκονται συχνά μαζί στη φύση. Ας ρίξουμε μια σύντομη ματιά σε αυτά τα μέταλλα.

Τιτάνιο

Το Titanium πήρε το όνομά του από τους Τιτάνες της ελληνικής μυθολογίας, κάτι που οφείλεται στην απίστευτη δύναμή του. Οι ανθρακωρύχοι το ανακάλυψαν το 1700, αλλά δεν μπόρεσαν να το απομονώσουν και να το χρησιμοποιήσουν μέχρι το 1910. Μόλις το πέτυχαν αυτό, έγινε χρήσιμο για μια σειρά εφαρμογών.

Χρήσεις για τιτάνιο

Κατασκευή: Το τιτάνιο αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της σύγχρονης κατασκευής επειδή είναι ταυτόχρονα ισχυρό και ελαφρύ, επιτρέποντάς μας να δημιουργήσουμε τεράστιες ψηλές ανόδους και περίτεχνες κατασκευές που θα ήταν αδύνατες με το χάλυβα.
Αυτοκίνητα και αεροπλάνα: Η ελαφριά αντοχή του τιτανίου το καθιστά δημοφιλή επιλογή όταν μειώνεται το συνολικό βάρος μιας κατασκευής κατά την κατασκευή αεροσκαφών και αυτοκινήτων.
Διαστημόπλοιο: Η εκτόξευση πυραύλων στο διάστημα είναι δαπανηρή, επομένως οι μηχανικοί προσπαθούν να μειώσουν το βάρος όπου μπορούν. Το τιτάνιο είναι επίσης ανθεκτικό στη διάβρωση και μπορεί να αντέξει τα σκληρά περιβάλλοντα σε τροχιά.

Ζιρκόνιο

Οι επιστήμονες βρήκαν ζιρκόνιο μέσα στο ορυκτό ζιρκόνιο, από όπου πήρε και το όνομά του. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν το ζιρκόνιο περίπου την ίδια στιγμή που βρήκαν τιτάνιο, αλλά δεν κατάφεραν να το απομονώσουν μέχρι τις αρχές του 1900.

Χρήσεις για Ζιρκόνιο

Πυρηνική ενέργεια: Το ζιρκόνιο δεν απορροφά καλά τα νετρόνια, επομένως χρησιμοποιείται συχνά σε πυρηνικούς σταθμούς ως επένδυση στοιχείων καυσίμου.
Υπεραγώγιμοι μαγνήτες: Σε χαμηλές θερμοκρασίες, το ζιρκόνιο γίνεται υπεραγωγός. Όταν είναι κράμα με νιόβιο, δημιουργεί υπεραγώγιμους μαγνήτες.
Επενδύσεις φούρνου: Το ζιρκόνιο δεν μεταδίδει γρήγορα τη θερμότητα, αλλά είναι ανθεκτικό σε θερμικό σοκ, καθιστώντας το μια δημοφιλή επιλογή για επενδύσεις κλιβάνων και χωνευτήρια εργαστηρίου.

Τα υπόλοιπα κράματα μετάλλων δεν έχουν πολλές εφαρμογές, αλλά έχουμε παραθέσει μερικά για εσάς. Πιθανότατα δεν θα τα συναντήσετε στην καθημερινή σας ζωή, αλλά έχουν τη δική τους θέση στην ανόργανη χημεία:

Hafnium :Αυτό το μέταλλο βρίσκεται πάντα με και συχνά αδύνατο να διαχωριστεί από το ζιρκόνιο. Χρησιμοποιείται σε νήματα λαμπτήρων.
Chromium :Το χρώμιο χρησιμοποιείται για χρώση γυαλιού και μετάλλων επεξεργασίας χρωμίου. Βανάδιο:Αυτό το στοιχείο δρα ως συνδετικό μέσο κατά τη δημιουργία ενός κράματος χάλυβα και τιτανίου.
Ταντάλιο :Αυτό το μέταλλο έχει υψηλό σημείο τήξης, το οποίο αυξάνει το σημείο τήξης οποιωνδήποτε κραμάτων υπάρχει.
Νιόβιο :Το νιόβιο βρίσκεται πάντα με και συχνά αδύνατο να διαχωριστεί από το ταντάλιο.
Μολυβδαίνιο :Αυτό το μέταλλο ενισχύει τα κράματα βολφραμίου.
Βολφράμιο :Αυτό το στοιχείο έχει το υψηλότερο σημείο τήξης από οποιοδήποτε μέταλλο και χρησιμοποιείται για την αύξηση των σημείων τήξης μετάλλων. Οι άνθρωποι το χρησιμοποιούν περιστασιακά για να δημιουργήσουν κοσμήματα.
Μαγγάνιο :Το μαγγάνιο αυξάνει την αντοχή του μετάλλου κατά την παραγωγή χάλυβα.
Ρήνιο :Το ρήνιο κάνει τα κράματα βολφραμίου ισχυρότερα.

Εάν έχετε χειριστεί κάτι από βολφράμιο, πιθανότατα έχετε συναντήσει τα περισσότερα από τα κράματα μετάλλων σε ένα μέρος, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων εσωτερικών μετάλλων μετάπτωσης. Ωστόσο, χωρίς να το αναλύσουμε στα συστατικά του, είναι αδύνατο να το ξεχωρίσουμε.

Η οικογένεια ψευδαργύρου

Οι άνθρωποι αποκαλούν τα μέλη αυτής της κατηγορίας «οικογένεια ψευδαργύρου» επειδή καταλαμβάνουν την ίδια ομάδα στον περιοδικό πίνακα. Ωστόσο, τείνουν να επιδεικνύουν πολύ διαφορετικές ιδιότητες.

Ψευδάργυρος

Εάν συναντάτε τον ψευδάργυρο στην καθημερινή σας ζωή, συνήθως θα βρίσκεται σε ένα από τα πολλά κράματα ή ενώσεις του. Από μόνος του, ο ψευδάργυρος είναι απλώς ένα ασημί-λευκό μέταλλο που οξειδώνεται εύκολα. Όταν το κάνετε κράμα με άλλα μέταλλα, οι δυνατότητές του είναι ατελείωτες.

Χρήσεις για ψευδάργυρο

Διατροφή: Η λήψη αρκετού ψευδαργύρου στη διατροφή σας είναι απαραίτητη για τη δημιουργία ενός υγιεινού τρόπου ζωής. Ο ψευδάργυρος εμφανίζεται φυσικά σε πράγματα όπως το βόειο κρέας, οι ηλιόσποροι και το τυρί.
Αντιδιαβρωτικές επιστρώσεις: Κυρίως, ο ψευδάργυρος χρησιμοποιείται για να γαλβανίσει άλλα μέταλλα που διαφορετικά θα μπορούσαν να είναι επιρρεπή στη διάβρωση. Ο γαλβανισμός αποτρέπει τη σκουριά, επομένως θα το βρείτε σε μέρη όπου χρησιμοποιούνται γαλβανισμένος σίδηρος και χάλυβας για εφαρμογές σε εξωτερικούς χώρους, όπως σε αμάξωμα ή γέφυρες αυτοκινήτων.
Ορείχαλκος: Η ανάμειξη ψευδαργύρου και χαλκού δημιουργεί ορείχαλκο. Αυτό το μέταλλο είναι ένα από τα πρώτα κράματα μετάλλων, που διαμορφώνει την πρόοδο της ανθρωπότητας και του σύγχρονου κόσμου που θεωρούμε δεδομένο σήμερα.

Κάδμιο

Το κάδμιο χρονολογείται από το 1817. Ένας Γερμανός επιστήμονας ανακάλυψε το κάδμιο που κρύβεται σε λιωμένη καλαμίνη, που είναι ένα άλλο όνομα για τον ανθρακικό ψευδάργυρο. Το κάδμιο και ο ψευδάργυρος εξορύσσονται μαζί και το μεγαλύτερο μέρος του καδμίου που χρησιμοποιούμε σήμερα είναι υποπροϊόν της εξόρυξης ψευδαργύρου.

Χρήσεις καδμίου

Συγκόλληση: Κατά τη σύνδεση σωλήνων ή ηλεκτρικών εξαρτημάτων, οι περισσότεροι μηχανικοί, ηλεκτρολόγοι και υδραυλικοί αναζητούν λίγη συγκόλληση. Αυτή η ουσία είναι ένα κράμα καδμίου και αργύρου, με χαμηλότερο σημείο τήξης από οποιοδήποτε από τα βασικά μέταλλα.
Ηλεκτρομετάλλευση: Παρόμοια με τον ψευδάργυρο, το κάδμιο χρησιμοποιείται συχνά για την ηλεκτρολυτική επικάλυψη άλλων μετάλλων για να αυξήσει την αντοχή τους στη διάβρωση.
Πυρηνική ενέργεια: Το κάδμιο απορροφά νετρόνια, καθιστώντας το ιδανική επιλογή για την κατασκευή ράβδων πυρηνικού ελέγχου για σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.

Ερμής

Ο υδράργυρος είναι εύκολα ένα από τα πιο τοξικά στοιχεία στον κόσμο. Χρονολογείται χιλιάδες χρόνια πίσω, βρέθηκε στην αρχαία Κίνα και την Αίγυπτο ήδη από το 2.000 π.Χ. Το σημείο τήξης του είναι μείον 37 βαθμούς Φαρενάιτ, επομένως είναι σχεδόν πάντα σε υγρή μορφή. Παρουσιάζει ορισμένες υπεραγώγιμες ιδιότητες, αλλά πρέπει να το κρυώσετε σχεδόν στο απόλυτο μηδέν για να αρχίσετε να τις βλέπετε.

Χρήσεις για τον υδράργυρο

Αμάλγαμα: Κράματα υδραργύρου με πολλά άλλα μεταβατικά μέταλλα όπως ασήμι, χρυσός και ψευδάργυρος για τη δημιουργία αμαλγαμάτων. Αυτά τα κράματα υδραργύρου θα βρείτε σε οτιδήποτε, από μπαταρίες ξηρής κυψέλης έως οδοντικά σφραγίσματα.
Επιστημονικά όργανα: Ο υγρός υδράργυρος χρησιμοποιήθηκε συχνά για να γεμίσει τα οικιακά θερμόμετρα, αλλά αν σπάσουν, θα μπορούσαν να θέσουν το νοικοκυριό σε κίνδυνο. Σήμερα, τα όργανα υδραργύρου υποβιβάζονται σε επιστημονικά εργαστήρια.
Διακόπτες: Μπορεί να είναι υγρό, αλλά ο υδράργυρος μεταφέρει ηλεκτρισμό. Είναι χρήσιμο για τη δημιουργία διακοπτών που εξαρτώνται από τη θέση.

The Platinum Group

Οι άνθρωποι αναφέρονται στην επόμενη ομάδα ως ομάδα πλατίνας επειδή τείνουν να εμφανίζονται μαζί στη φύση. Ωστόσο, δεν έχουν όλα αυτά τα μέταλλα κοινές εφαρμογές.

Πλατινένιο

Η πλατίνα μπορεί να είναι ένα πολύτιμο μέταλλο σήμερα, αλλά οι ανθρακωρύχοι το θεωρούσαν ενοχλητικό. Εμφανιζόταν συχνά στις ίδιες περιοχές όπου οι ανθρακωρύχοι έβρισκαν χρυσό, αλλά εκείνη την εποχή δεν υπήρχαν πολλές χρήσεις για την πλατίνα. Σήμερα, αυτό το μεταβατικό μέταλλο είναι πολυπόθητο για διάφορες εφαρμογές.

Χρήσεις Platinum

Κόσμημα: Ως πολύτιμο μέταλλο, η πλατίνα είναι δημοφιλής για κοσμήματα. Έχει την όψη του ασημιού με την τιμή του χρυσού, γεγονός που το καθιστά εξαιρετική επιλογή για όποιον δεν του αρέσει η εμφάνιση του παραδοσιακού κίτρινου χρυσού.
Καταλυτικοί μετατροπείς: Ο καταλύτης είναι το τελευταίο μέρος του συστήματος εξάτμισης του αυτοκινήτου σας και περιέχει πλατίνα. Το πολύτιμο μέταλλο οξειδώνει το μονοξείδιο του άνθρακα στην εξάτμιση για να μειώσει τις εκπομπές του αυτοκινήτου.
Μηχανές πυραύλων: Η πλατίνα έχει τόσο υψηλό σημείο τήξης που έχει βρει θέση ακόμη και στην επιστήμη των πυραύλων. Πολλοί σύγχρονοι κινητήρες πυραύλων κατασκευάζονται από πλατίνα ή κράματα πλατίνας.

Ιρίδιο και όσμιο

Αυτά τα δύο στοιχεία βρίσκονται σχεδόν πάντα μαζί στη φύση. Το Iridium πήρε το όνομά του από την εκπληκτική πολύχρωμη απόχρωση του. Και οι δύο έχουν πολύ περιορισμένες εφαρμογές, επομένως ταιριάζουν όμορφα εδώ

Χρήσεις ιριδίου και οσμίου

Κρύσταλλοι λέιζερ: Η μόνη πραγματική χρήση του ιριδίου είναι η δημιουργία κρυστάλλων λέιζερ, ειδικά εκείνων που αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες.
Ηλεκτρικές εφαρμογές: Το όσμιο είναι πολύτιμο για τη δημιουργία ηλεκτρικών επαφών σε πολλές εφαρμογές.
Σιντριβάνι: Μία από τις πιο κοινές χρήσεις του οσμίου είναι η δημιουργία μύτης υψηλής ποιότητας για στυλό.

Παλλάδιο, ρόδιο και ρουθήνιο

Τα τρία τελευταία στοιχεία της οικογένειας της πλατίνας έχουν πολύ λίγες εφαρμογές, αν υπάρχουν:

Εξαγωγή υδρογόνου: Η κύρια χρήση του παλλαδίου είναι η εξαγωγή υδρογόνου. Μπορεί να απορροφήσει έως και 900 φορές το βάρος του σε υδρογόνο.
Κράμα πλατίνας: Το ρόδιο πήρε το όνομά του από το κατακόκκινο κόκκινο χρώμα του, αλλά η μόνη του εφαρμογή είναι να είναι σκληρυντικό για την πλατίνα.
Δεν υπάρχουν γνωστές εφαρμογές: Το ρουθήνιο δεν έχει γνωστές χρήσεις.

Τιμητικές αναφορές ή στοιχεία που δεν θέλετε να συναντήσετε

Πιθανότατα έχετε παρατηρήσει ότι υπάρχουν ακόμα μερικά στοιχεία που δεν έχουμε αναφέρει από αυτά που αναφέρονται παραπάνω. Αυτά τα στοιχεία δεν έχουν εφαρμογή στην καθημερινή ζωή και ελπίζουμε ότι δεν θα τα συναντήσετε ποτέ.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν σκάνδιο και ύττριο στη Σκανδιναβία. Το σκάνδιο δεν έχει γνωστές εφαρμογές και το ύττριο είναι χρήσιμο σε κράματα για να προσθέτει αντοχή σε άλλα μέταλλα.

Τα υπόλοιπα μέταλλα μετάπτωσης δεν υπάρχουν φυσικά. Εκτός από το τεχνήτιο, που δημιουργήθηκε σε ένα εργαστήριο το 1936, όλα αυτά τα στοιχεία έχουν ατομικό αριθμό υψηλότερο από αυτόν του ουρανίου, με αποτέλεσμα να ονομάζονται στοιχεία transuranium. Δεν θέλετε να συναντήσετε κανένα από αυτά τα στοιχεία - είναι όλα εξαιρετικά ραδιενεργά. Ωστόσο, οι πιθανότητες είναι ότι δεν θα το κάνετε - οι επιστήμονες μπορούν να τα δημιουργήσουν μόνο στο εργαστήριο και μόλις δημιουργηθούν, διαρκούν μόνο λίγα λεπτά προτού αλλοιωθούν. Τα μεταβατικά μέταλλα αποτελούν ολόκληρο το μεσαίο τμήμα του περιοδικού πίνακα και με 38 στοιχεία για να διαλέξετε, πιθανότατα θα συναντήσετε τουλάχιστον ένα από αυτά στην καθημερινή σας ζωή. Εάν το διαβάζετε σε ένα τηλέφωνο, έχετε χαλκό, ασήμι και πιθανώς πλατίνα στα χέρια σας. Πού έχετε συναντήσει μεταβατικά μέταλλα στην καθημερινή σας ζωή;