Kovine: lastnosti, primeri, zlitine in uvod v metalurgijo

Večina kovin je trdih, svetlečih, težkih in se talijo le pri zelo visokih temperaturah. Koščki kovine se ob udarcu z nečim težkim slišijo kot zvon (so zvočni). Toplota in elektrika zlahka prehajata skozi kovino (je prevodna). Kos kovine se lahko zbija v tanko pločevino (je plastična) ali vleče v tanke žice (je duktilna). Kovine je težko raztrgati (ima visoko natezno trdnost) ali razbiti (ima visoko tlačno trdnost). Če pritisnete na dolg, tanek kos kovine, se bo upognil, ne pa zlomil (je elastičen). Kovine, razen cezija, bakra in zlata, imajo nevtralno, srebrno barvo.

Teh lastnosti nimajo vse kovine. Živo srebro je na primer pri sobni temperaturi tekoče, svinec je zelo mehak, toplota in elektrika pa skozi železo ne prehajata tako dobro kot skozi baker.

Kovine so za ljudi zelo uporabne. Uporabljajo se za izdelavo orodij, saj so močne in jih je enostavno oblikovati. Železo in jeklo se uporabljata za izdelavo mostov, stavb ali ladij.

Nekatere kovine se uporabljajo za izdelavo predmetov, kot so kovanci, ker so trde in se ne obrabijo hitro. Na primer baker (ki je svetleč in rdeče barve), aluminij (ki je svetleč in bel), zlato (ki je rumeno in svetleče) ter srebro in nikelj (prav tako bela in svetleča).

Nekatere kovine, kot je jeklo, lahko postanejo ostre in ostanejo ostre, zato jih lahko uporabimo za izdelavo nožev, sekir ali britvic.

Redke kovine z visoko vrednostjo, kot so zlato, srebro in platina, se pogosto uporabljajo za izdelavo nakita. Kovine se uporabljajo tudi za izdelavo pritrdilnih elementov in vijakov. Lonci za kuhanje so lahko izdelani iz bakra, aluminija, jekla ali železa. Svinec je zelo težak in gost, zato se lahko uporablja kot balast v čolnih, da se ne prevrnejo, ali za zaščito ljudi pred ionizirajočim sevanjem.

Veliko stvari, ki so narejene iz kovin, je dejansko lahko narejenih iz mešanic vsaj ene kovine z drugimi kovinami ali nekovinami. Te mešanice imenujemo zlitine. Nekatere pogoste zlitine so:

• Jeklo (železo in ogljik) (ogljik ni kovina)
• Medenina (baker in cink)
• Bronast (baker in kositer)
• Duralumin (aluminij in baker)
• Gunmetal (baker, kositer in cink)

Ljudje so prvič začeli izdelovati stvari iz kovin pred več kot 9000 leti, ko so odkrili, kako pridobiti baker iz []rude. Nato so se naučili izdelati tršo zlitino, bron, tako da so bakru dodali kositer. Pred približno 3000 leti so odkrili železo. Z dodajanjem majhnih količin ogljika železu so ugotovili, da lahko naredijo posebno uporabno zlitino - jeklo.

V kemiji je kovina izraz za skupino kemijskih elementov, ki imajo določene lastnosti. Atomi kovine zlahka izgubijo elektron in postanejo pozitivni ioni ali kationi. Na ta način kovine niso podobne drugim dvema vrstama elementov - nekovinam in metaloidom. Večina elementov v periodnem sistemu je kovin.

Na periodnem sistemu lahko potegnemo cikcak črto od elementa bora (simbol B) do elementa polonija (simbol Po). Elementi, skozi katere poteka ta črta, so kovinoidi. Elementi, ki so nad in desno od te črte, so nekovine. Preostali elementi so kovine.

Večina lastnosti kovin je posledica dejstva, da atomi v kovini ne zadržujejo svojih elektronov zelo trdno. Vsak atom je od drugih ločen s tanko plastjo valenčnih elektronov.

Vendar so nekatere kovine drugačne. Tak primer je kovinski natrij. Je mehka, topi se pri nizki temperaturi in je tako lahka, da plava na vodi. Vendar tega ne bi smeli poskušati, saj je druga lastnost natrija ta, da eksplodira, ko se dotakne vode.

Večina kovin je kemijsko stabilna in ne reagira zlahka, vendar nekatere reagirajo. Reaktivne so alkalne kovine, kot je natrij (simbol Na), in kovine z alkalnimi zemljinami, kot je kalcij (simbol Ca). Ko kovine reagirajo, pogosto reagirajo s kisikom. Kovinski oksidi so bazični. Oksidi nekovin so kisli.

Spojine, v katerih so kovinski atomi združeni z drugimi atomi v molekule, so verjetno najpogostejše snovi na Zemlji. Navadna sol je na primer spojina natrija.

Uporaba kovin naj bi bila tista, po kateri se ljudje razlikujejo od živali. Pred uporabo kovin so ljudje izdelovali orodja iz kamnov, lesa in živalskih kosti. To danes imenujemo kamena doba.

Nihče ne ve, kdaj je bila najdena in uporabljena prva kovina. Verjetno je bil to tako imenovani avtohtoni baker, ki ga včasih najdemo v velikih kosih na tleh. Ljudje so se iz njega naučili izdelovati bakreno orodje in druge stvari, čeprav je za kovino precej mehak. Za pridobivanje bakra iz običajnih rud so se naučili taljenja. Ko so baker stalili na ognju, so se naučili izdelati zlitino, imenovano bron, ki je veliko trša in močnejša od bakra. Iz brona so izdelovali nože in orožje. To obdobje v zgodovini človeštva po letu 3300 pred našim štetjem pogosto imenujemo bronasta doba, tj. čas bronastih orodij in orožja.

Okoli leta 1200 pred našim štetjem so se nekateri ljudje naučili izdelovati železno orodje in orožje. Ta so bila še trša in močnejša od brona, kar je bila prednost v vojni. Čas železnega orodja in orožja danes imenujemo železna doba . Kovine so bile v zgodovini človeštva in civilizaciji zelo pomembne. Železo in jeklo sta bila pomembna pri izdelavi strojev. Zlato in srebro sta se uporabljala kot denar, da so ljudje lahko trgovali, tj. izmenjevali blago in storitve na dolge razdalje.

V astronomiji je kovina vsak element, ki ni vodik ali helij. Ta dva elementa (in včasih litij) sta namreč edina, ki nastaneta zunaj zvezd. Na nebu lahko s spektrometrom opazimo znake kovin in astronomu pokažemo, katere kovine so v zvezdi.

• Metalurgija
• Denar
• Rudarstvo
• Zlata mrzlica
• Zgodovina