Почти три четверти менделеевской таблицы химических элементов, из
которых построено все существующее во Вселенной, составляют металлы. Десятки из
них широко применяются в технике и быту. Остальные с каждым годом все глубже
внедряются в практику.
Большая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений.
Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения.
Так, содержание некоторых металлов в земной коре следующее:
алюминия — 8,2%
железа — 4,1%
кальция — 4,1%
натрия — 2,3%
магния — 2,3%
калия - 2,1 %
титана — 0,56%
Большое количество натрия и магния содержится в морской
воде: до 1,05%. В малых количествах они присутствуют в
растениях, живых организмах (играя при этом важную роль).
В природе металлы встречаются в различном виде:
— в самородном состоянии: серебро, золото, платина, медь, иногда ртуть
(золото, серебро и платина относятся к драгоценным металлам).
— в виде оксидов: магнетит Fe3O4, гематит Fe2О3 и др.
— в виде смешанных оксидов: каолин Аl2O3*2SiO2*2Н2О, алунит (Na,K)2O*АlО3*2SiO2 и др.
— различных солей:
сульфидов: галенит PbS, киноварь НgS,
хлоридов: сильвин КС1, галит NaCl, сильвинит КСl*NаСl, карналлит КСl*МgСl2*6Н2О
сульфатов: барит ВаSO4, ангидрид Са8О4
фосфатов: апатит Са3(РО4)2
карбонатов: мел, мрамор СаСО3, магнезит МgСО3.
Многие металлы часто сопутствуют основным природным минералам:
скандий входит в состав оловянных, вольфрамовых руд, кадмий — в качестве
примеси в цинковые руды, ниобий и тантал — в оловянные.
Железным рудам всегда сопутствуют марганец, никель, кобальт,
молибден, титан, германий, ванадий. Бронза, как известно, сохраняется
в земле, точнее - в ее культурном слое, тысячелетия. Железо, напротив, довольно
быстро возвращается в первозданное состояние - ржавление превращает его снова в
своего рода руду, т.е. в соединения железа с кислородом.
Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить
их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую
обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия.
Металлургия различает руды чёрных металлов (на основе железа) и цветных (в их состав не входит
железо, всего около 70 элементов). Исключением можно назвать около 16 элементов:
это благородные металлы (золото, серебро и др.), и некоторые другие (например,
ртуть, медь), которые присутствуют без примесей.