فلزات: مواد درخشان و پرکاربردی که دنیای ما را ساخته‌اند
فلزات از چه ویژگی‌های اصلی برخوردارند؟
همه فلزات چند ویژگی مشترک و مهم دارند که آن‌ها را از مواد دیگر مانند چوب یا پلاستیک متمایز می‌کند. این ویژگی‌ها عبارتند از:
- درخشندگی (جلای فلزی): سطح تازه و تمیز اکثر فلزات، براق و درخشان است. به یک قاشق استیل جدید در آشپزخانه نگاه کنید؛ این درخشش یک ویژگی فلزی است.
- رسانایی گرما و الکتریسیته: فلزات معمولاً گرما و جریان برق را به خوبی از خود عبور می‌دهند. به همین دلیل است که سیم‌های برق از مس (یک فلز) ساخته می‌شوند و ظروف آشپزی اغلب فلزی هستند.
- شکل‌پذیری و چکش‌خواری: بسیاری از فلزات را می‌توان بدون آن که بشکنند، به شکل‌های مختلف درآورد. مثلاً طلای خالص را می‌توان با چکش به ورقه‌های بسیار نازکی تبدیل کرد.
- استحکام: فلزات معمولاً مواد مقاومی هستند و می‌توانند در برابر نیروهای زیادی مقاومت کنند. اسکلت ساختمان‌ها از فولاد (آلیاژی از آهن) ساخته می‌شود چون بسیار محکم است.
| نام فلز | رسانایی برق | چکش‌خواری | یک مثال آشنا |
|---|---|---|---|
| مس | بسیار بالا | خوب | سیم‌های برق |
| آهن | متوسط | متوسط | میخ و چکش |
| طلا | بسیار بالا | عالی | جواهرات |
| آلومینیوم | خوب | بسیار خوب | قوطی نوشابه |
فلزات چگونه دسته‌بندی می‌شوند؟
فلزات را می‌توان به روش‌های مختلفی طبقه‌بندی کرد. یک روش ساده و رایج، تقسیم آن‌ها به دو گروه اصلی فلزات آهنی۴ و فلزات غیرآهنی۵ است.
فلزات آهنی: به فلزاتی گفته می‌شود که پایه اصلی آن‌ها آهن است. این فلزات معمولاً مستعد زنگ‌زدگی۶ (خوردگی) هستند و آهنربا به آن‌ها می‌چسبد. فولاد و چدن از مهم‌ترین نمونه‌های این گروه هستند که در ساخت اسکلت پل‌ها، ریل قطار و بدنه خودرو استفاده می‌شوند.
فلزات غیرآهنی: این گروه شامل فلزاتی می‌شود که پایه آن‌ها آهن نیست. مس، آلومینیوم، روی، سرب و طلا در این دسته قرار می‌گیرند. این فلزات معمولاً در برابر زنگ‌زدگی مقاومت بیشتری دارند و کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارند.
فلزات در زندگی روزمره ما چه نقشی دارند؟
اگر به اطراف خود نگاهی بیندازید، ده‌ها وسیله را می‌بینید که از فلز ساخته شده‌اند. این کاربردها به خواص فلزات بستگی دارد:
- حمل و نقل: بدنه خودروها، دوچرخه‌ها، کشتی‌ها و هواپیماها از فلزات مختلفی مانند فولاد و آلومینیوم ساخته می‌شوند چون هم محکم هستند و هم می‌توان آن‌ها را به شکل‌های پیچیده درآورد.
- ساختمان‌سازی: اسکلت ساختمان‌های بلند، پل‌ها و برج‌ها از فولاد ساخته می‌شود. حتی میخ و پیچ‌هایی که برای چسباندن قطعات چوبی به کار می‌روند نیز فلزی هستند.
- تأسیسات و سیم‌کشی: لوله‌های آب و گاز اغلب از مس یا فولاد هستند. همچنین، سیم‌ها و کابل‌های برق از مس (به دلیل رسانایی الکتریکی عالی) ساخته می‌شوند.
- ظروف آشپزخانه: قابلمه و تابه‌ها از فلزاتی مانند آلومینیوم یا استیل ضدزنگ ساخته می‌شوند زیرا این فلزات گرما را به خوبی پخش می‌کنند و باعث پخت یکنواخت غذا می‌شوند.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر. این یک باور رایج اما نادرست است. در حالی که فلزاتی مانند سرب و طلا بسیار سنگین هستند، فلزاتی مانند آلومینیوم و منیزیم سبک‌وزن محسوب می‌شوند. به عنوان مثال، بدنه بسیاری از قوطی‌های نوشابه از آلومینیوم ساخته شده که به راحتی قابل بلند کردن است.
زنگ‌زدن یک نوع واکنش شیمیایی (اکسیداسیون) بین فلز، رطوبت و اکسیژن هوا است. آهن و فولاد به راحتی زنگ می‌زنند. اما فلزاتی مانند آلومینیوم یا طلا، یا در برابر این واکنش مقاوم هستند یا لایه نازک و محافظی روی سطح آن‌ها تشکیل می‌شود که از زنگ‌زدگی بیشتر جلوگیری می‌کند. برای محافظت از آهن، آن را رنگ می‌زنند یا گالوانیزه می‌کنند.
بله، جیوه یک فلز است، اما یک استثنای جالب! جیوه در دمای اتاق به صورت مایع است، در حالی که تقریباً تمام فلزات دیگر در این دما جامد هستند. از جیوه در دماسنج‌های قدیمی استفاده می‌شد، اما به دلیل سمی بودن، امروزه کاربرد آن بسیار محدود شده است.
فلزات مواد ارزشمندی هستند که ویژگی‌های مشترک درخشندگی، رسانایی گرما و برق، شکل‌پذیری و استحکام را دارا می‌باشند. آن‌ها را به گروه‌های اصلی آهنی و غیرآهنی تقسیم می‌کنند و اغلب به صورت آلیاژ برای بهبود خواص مورد استفاده قرار می‌گیرند. از ساخت وسایل نقلیه و ساختمان‌ها تا تولید سیم‌های برق و ظروف آشپزی، فلزات بخش جدایی‌ناپذیر از تمدن و زندگی مدرن ما هستند. با بازیافت فلزات می‌توانیم در حفظ منابع طبیعی و محیط زیست نیز نقش مهمی ایفا کنیم.
پاورقی
۱ فلزات (Metals): مواد جامدی (به جز جیوه) که معمولاً براق، قابل انعطاف و رسانای خوب گرما و برق هستند.
۲ رسانایی (Conductivity): توانایی یک ماده در انتقال گرما یا جریان الکتریسیته.
۳ شکل‌پذیری (Malleability): قابلیت تغییر شکل یک فلز تحت فشار (مثلاً با چکش) بدون شکستگی.
۴ فلزات آهنی (Ferrous Metals): فلزاتی که پایه اصلی آن‌ها آهن (Fe) است.
۵ فلزات غیرآهنی (Non-Ferrous Metals): فلزاتی که پایه اصلی آن‌ها آهن نیست.
۶ زنگ‌زدگی (Rusting): اکسیداسیون آهن و آلیاژهای آن در مجاورت رطوبت و اکسیژن.
۷ آلیاژ (Alloy): مخلوط یا محلول جامد متشکل از یک فلز اصلی و یک یا چند عنصر فلزی یا نافلزی.
