Латунь обозначение в таблице менделеева: Расшифровка марок латунных сплавов — МИР МЕТАЛЛА Тольятти

Everyday Uses of Transition Metals

Revolutionized поддерживается читателями. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Узнайте больше здесь.

Наш мир состоит в основном из металла. Вы сталкиваетесь с металлами каждый божий день, и, скорее всего, большинство из тех, с которыми вы сталкиваетесь, попадают в третью категорию периодической таблицы — переходные металлы. Что такое переходные металлы и где вы можете с ними столкнуться в повседневной жизни?

Свойства переходных металлов

Во-первых, что такое переходные металлы? В этом разделе очень много элементов. Переходные металлы состоят из групп с 3 по 12 периодической таблицы. Всего получается 38 элементов. Чуть позже мы подробно рассмотрим каждый элемент. К переходным металлам относятся:

Эти металлы считаются переходом или мостом между основными элементами группы по обе стороны таблицы. Они создают мост между щелочными металлами и щелочноземельными металлами в левой части таблицы, известными как активные металлы, и металлами, полуметаллами и неметаллами в правой части таблицы.

Эти металлы получили свое прозвище в 1921 году, когда английский химик Чарльз Бери назвал их переходным рядом элементов.

Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) определяет эти переходные металлы как «любой элемент с частично заполненной d-электронной подоболочкой». Элементы делятся и определяются одной из четырех различных электронных орбиталей, обозначенных как s, p, d и f, а последние три также имеют подуровни или подоболочки, которые могут содержать еще больше электронов. Орбитальное обозначение помогает химикам определить, где каждый элемент находится в периодической таблице.

По мере того, как вы перемещаетесь по периодической таблице слева направо, эти подоболочки становятся все более заполненными.

Одним из уникальных свойств этих переходных металлов является тот факт, что они необходимы для функционирования биологической жизни. Многие из них, от железа и кобальта до меди и молибдена, необходимы для поддержания нашей жизни и здоровья. Без достаточного количества железа в крови ваше тело не может транспортировать кислород через ваше тело. Другие переходные металлы, такие как медь и кобальт, существуют в организме в виде микроэлементов, и степень их применения до конца не изучена.

Есть еще две категории — лантаниды и актиниды — которые находятся в нижней части периодической таблицы. Люди иногда называют их внутренними переходными металлами, поскольку их атомные номера находятся между первым и вторым элементами в последних двух рядах переходных металлов. Однако мы вернемся к ним позже.

Химические и физические свойства

Все эти элементы являются металлами, что означает, что они блестят на вид, демонстрируя явный металлический блеск, который определяет их как металлы. Большинство из них очень твердые, имеют такие высокие температуры плавления и кипения, что их почти невозможно достичь. Почти все они хорошо проводят как тепло, так и электричество, что делает их полезными для различных применений.

Чаще всего металлы периодов 4, 5 и 6 используются в сплавах, что делает их невероятно универсальными. Сплавы представляют собой смеси двух или более металлов, чтобы сделать готовый продукт более прочным, легким или с ним было легче работать.

Обычно они невероятно податливы, хотя некоторые из них требуют очень высоких температур, чтобы сделать их достаточно податливыми для работы. Многие из этих металлов, такие как железо и медь, также обладают полезными структурными свойствами. Они способны сгибаться и изменять форму без потери структурной целостности и прочности. Хотя вы можете взять кусок железа или меди и сгибать его вперед и назад снова и снова, чтобы ослабить его связи или сломать его, в большинстве случаев эти металлы сохраняют свою структурную целостность независимо от их формы.

Эти металлы на атомном уровне склонны терять электроны при соединении. Это заставляет их создавать положительные ионы. Эти металлы также часто образуют окрашенные комплексы, а это означает, что если вы найдете их в различных соединениях или растворах, они могут быть очень красочными. Несколько примеров этого включают малахит, который имеет ярко-зеленый цвет, азурит, который обычно выглядит как ярко-синий, и прустит, который имеет темно-красный цвет.

Некоторые металлы этой категории являются реакционноспособными, но они не реагируют так быстро и бурно, как металлы из категории щелочных металлов. Их частично заполненные электронные подоболочки также означают, что эти металлы могут проявлять несколько различных степеней окисления, обычно разделенных одним электроном. Эти различные степени окисления также делают большинство переходных металлов парамагнитными — они демонстрируют слабое магнитное притяжение, но не сохраняют какого-либо постоянного магнетизма. Мы говорим «большинство», потому что в этой категории есть как минимум три металла, которые считаются черными, поэтому они обладают магнитными свойствами и сильно реагируют на магнитные поля.

Переходные металлы также проявляют высокую каталитическую активность. Другими словами, элементы этого раздела, а также их соединения действуют как хорошие катализаторы. Они либо будут с чем-то реагировать, изменяя при этом свою степень окисления, либо будут поглощать вещества, находящиеся на их поверхности, активируя их. Катализаторы работают, создавая каталитические пути для последующей реакции. Эти металлы более чем рады принять новые электроны или пожертвовать те, которые у них уже есть, для подпитки этих реакций.

Многие переходные металлы являются одними из самых распространенных элементов на Земле. Железо занимает четвертое место по распространенности. Титан входит в состав 10 ^th , а марганец входит в 13 ^th . Другие переходные металлы, такие как золото и серебро, также имеются в изобилии, но они не так высоко ценятся, как ранее упомянутые.

Для членов переходных металлов не существует официальных семейств, но люди часто дают им неофициальные обозначения, особенно для наиболее часто используемых. Давайте посмотрим на наиболее распространенные обозначения групп переходных металлов и на то, где вы можете столкнуться с ними в реальной жизни.

Применение в реальной жизни

Может быть трудно разбить некоторые из этих элементов, потому что не все из них имеют общее применение, поэтому давайте рассмотрим некоторые из неофициальных групповых обозначений широко используемых переходных металлов.

Черные или магнитные металлы

Черные металлы — это те, которые реагируют с магнитным полем. Вот почему вы можете прикрепить магнит к стальному холодильнику, но не к алюминиевому бамперу автомобиля. Эти металлы включают следующие элементы.

Железо

Железо — один из самых узнаваемых элементов периодической таблицы. Люди используют железо в его различных формах уже более 5000 лет. Мы могли бы написать целую статью только о железе и его различных применениях. Вот несколько приложений, с которыми вы можете столкнуться в повседневной жизни.

Применение для железа

• Сталь: Смешайте железо с марганцем и хромом — оба они также являются переходными металлами — и вы получите сталь. Этот сплав является основой большей части нашей глобальной инфраструктуры. Сталь используется во всем, от строительства до автомобилей и самолетов, и это лишь некоторые из них.
• Гемоглобин: В вашей крови также есть железо в форме гемоглобина. Эти клетки переносят кислород из легких к вашим органам и тканям, а затем переносят углекислый газ обратно в легкие, чтобы вы могли его выдохнуть.
• Кулинария:  Вы не ошибетесь, выбрав чугунную сковороду. Смешивая железо с углеродом или кремнием, вы получаете чугун, популярный выбор для декора и кухонных принадлежностей.

Кобальт

Кобальт получил свое название от немецкого слова кобальд , что относится к подземному гному, который любит создавать проблемы. Немецкие горняки назвали его в честь этого озорного маленького гнома, потому что добывать его невероятно сложно. В своей элементарной форме кобальт имеет ярко-синий цвет, но он также содержит мышьяк, что делает его невероятно токсичным. Каковы некоторые типичные области применения кобальта?

Использование кобальта

• Краски, чернила и пигменты:  Этот блестящий синий кобальт сделал этот элемент невероятно популярным среди художников после его открытия. Он все еще используется сегодня, хотя он тщательно обрабатывается, чтобы удалить оставшийся мышьяк, что делает его более безопасным для работы.
• Перезаряжаемые батареи:  Многие современные электронные устройства используют перезаряжаемые батареи, а эти батареи используют кобальт. Более 50% мировых запасов кобальта приходится на перезаряжаемые батареи.
• Сплавы:  Инженеры и рабочие по металлу могут сплавлять кобальт с различными металлами, улучшая магнетизм и прочность, а также уменьшая коррозию.

Никель

Никель — еще один металл, из-за которого горняки испытывали припадки. В земле это похоже на медь, что побудило немецких горняков назвать его 9.0003 Kupfernickel , означает «медь имп». Возможно, он использовался в монете с таким же названием в прошлом, но в этих 5-центовых монетах больше нет никеля.

Применение для никеля

• Сплавы:  Никель хорошо сочетается со всем, от стали и железа до меди, хрома, кобальта и большинства других переходных металлов.
• Антикоррозийные покрытия: Если вы когда-либо видели что-либо с пометкой «никелированный», то вы видели пример этого применения. Никель по своей природе не вызывает коррозии, что делает его отличным покрытием для металлов, которые в противном случае могли бы окислиться в присутствии кислорода.
• Батарейки: Никель является основным компонентом аккумуляторных батарей. Ищите те, которые помечены как NiMH или никель-металлогидридные.

Чеканка металлов

Как следует из названия, люди либо использовали эти металлы в монетах в прошлом, либо продолжают использовать их в качестве валюты сегодня.

Золото

Нужно ли описание этого металла? Мы веками использовали золото для изготовления монет и украшений. Соединенные Штаты даже использовали золотой стандарт для поддержки своей валюты до 19 века.30 с. Федеральное правительство и по сей день содержит огромные запасы золотых слитков. Этот металл мягкий и податливый. Вы можете забить 1 тройскую унцию в лист, который растянется более чем на 68 квадратных футов. Из золота можно сделать почти что угодно. Каковы некоторые общие приложения помимо ювелирных изделий и монет? Давайте посмотрим на его различные приложения.

Использование золота

• Электроника: Золото обладает невероятной проводимостью и коррозионной стойкостью, что позволяет использовать его в электронной промышленности. Вы найдете его в таких вещах, как контакты на центральном процессоре (ЦП) и печатных платах.
• Стоматология: Золото — один из самых неактивных металлов в нашем списке. Он не реагирует на воду или кислоты, что делает его идеальным металлом для изготовления пломб и коронок в стоматологии.
• Еда: Хотите верьте, хотите нет, но вы действительно можете есть золото. Сусальное золото, невероятно тонко истолченное, — популярное украшение для дорогих блюд.

Серебро

Серебро — еще один металл, который невероятно популярен как для монет, так и для ювелирных изделий. Он не такой податливый, как золото, но его можно расплавить и отлить практически в любую форму. Он также не так ценен, как золото, потому что его больше в изобилии, но это не мешает ему быть невероятно популярным в качестве аксессуара. Вот несколько интересных способов использования серебра.

Использование серебра

• Электроника: Серебро — один из лучших металлов для электроники из-за его высокой тепло- и электропроводности. Он работает настолько хорошо, что его практически невозможно заменить менее дорогими металлами.
• Фотография:  Хотя большая часть мира перешла на цифровую фотографию, некоторые традиционалисты все еще предпочитают пленку. Кристаллы галогенида серебра в пленке чувствительны к свету и записывают изображение, чтобы фотограф мог проявить его позже.
• Антимикробные покрытия:  Серебро поглощает кислород, который убивает любые бактерии, вступающие в контакт с его поверхностью, что делает его прекрасным антимикробным веществом. Он даже используется в перевязках ран и мазях для лечения ожогов.

Медь

Когда вы думаете о меди, большинство людей представляет себе пенни, но прошло много времени с тех пор, как в американских пенни была медь. Сегодня эти 1-центовые монеты изготавливаются из цинка с тонким покрытием из меди на поверхности для сохранения цвета. Это оказалось хорошо, потому что существует так много различных применений меди, что мы не смогли бы перечислить их все.

Использование меди

• Электроника: По проводимости медь не имеет себе равных почти ни у одного из других металлов в этом списке. Он также податлив и легко втягивается в провод, поэтому вы часто найдете его во всем, от электроники до проводки в ваших стенах.
• Статуи: Медь становится зеленовато-синей при окислении. Знаете, что еще бывает зеленовато-голубым? Статуя Свободы. Одна из самых известных статуй страны сделана из меди.
• Кулинария:  Медь также очень хорошо проводит тепло, что делает ее популярным выбором для кухонной утвари и посуды.

Легированные металлы

Легированные металлы необходимы для большинства современных конструкций просто из-за их обилия и частого использования в современных проектах. Одиннадцать из них составляют эту группу, потому что они часто встречаются вместе в природе. Давайте кратко рассмотрим эти металлы.

Титан

Титан получил свое название от Титанов из греческой мифологии, что связано с его невероятной силой. Горняки обнаружили его в 1700-х годах, но не могли изолировать и использовать его до 19 века.10. Как только они добились этого, это стало полезным для целого ряда приложений.

Использование титана

• Строительство: Титан является неотъемлемой частью современного строительства, потому что он прочный и легкий, что позволяет нам создавать массивные высотные здания и сложные конструкции, которые были бы невозможны из стали.
• Автомобили и самолеты:  Легкая прочность титана делает его популярным выбором для уменьшения общего веса конструкции в самолетостроении и автомобилестроении.
• Космический корабль:  Запуск ракет в космос стоит дорого, поэтому инженеры стремятся уменьшить вес везде, где это возможно. Титан также устойчив к коррозии и может выдерживать суровые условия на орбите.

Цирконий

Ученые обнаружили цирконий внутри минерального циркона, откуда он и получил свое название. Ученые открыли цирконий примерно в то же время, когда они обнаружили титан, но они не могли изолировать его до начала 1900-х годов.

Применение для циркония

• Атомная энергетика: Цирконий плохо поглощает нейтроны, поэтому его часто используют на атомных электростанциях в качестве оболочки топливных элементов.
• Сверхпроводящие магниты: При низких температурах цирконий становится сверхпроводником. В сплаве с ниобием он создает сверхпроводящие магниты.
• Футеровка печи: Цирконий не передает тепло быстро, но он устойчив к тепловому удару, что делает его популярным выбором для футеровки печей и лабораторных тиглей.

У остальных легированных металлов не так много применений, но мы перечислили для вас некоторые из них. Вы, вероятно, не столкнетесь с ними в своей повседневной жизни, но они занимают свое место в неорганической химии:

• Гафний : Этот металл всегда встречается с цирконием, и его часто невозможно отделить от циркония. Он используется в нитях для лампочек.
• Хром : Хром используется для окрашивания стекла и хромирования металлов. Ванадий: этот элемент действует как связующее вещество при создании сплава стали и титана.
• Тантал : Этот металл имеет высокую температуру плавления, что повышает температуру плавления любых сплавов, в которых он существует.
• Ниобий : Ниобий всегда встречается с танталом, и его часто невозможно отделить от тантала.
• Молибден : Этот металл упрочняет вольфрамовые сплавы.
• Вольфрам : Этот элемент имеет самую высокую температуру плавления среди всех металлов и используется для повышения температуры плавления металлов. Люди изредка используют его для создания украшений.
• Марганец : Марганец повышает прочность металла при выплавке стали.
• Рений : Рений делает вольфрамовые сплавы прочнее.

Если вы имели дело с чем-то из вольфрама, вы, вероятно, сталкивались с большинством сплавов металлов в одном месте, включая некоторые внутренние переходные металлы. Однако, не разбивая его на составляющие, сказать невозможно.

Семейство цинка

Люди называют членов этой категории «семейство цинка», потому что они занимают одну и ту же группу в периодической таблице. Однако они имеют тенденцию демонстрировать очень разные свойства.

Цинк

Если вы сталкиваетесь с цинком в своей повседневной жизни, обычно это будет один из его многочисленных сплавов или соединений. Сам по себе цинк — это серебристо-белый металл, который легко окисляется. Когда вы сплавляете его с другими металлами, его возможности безграничны.

Использование цинка

• Питание: Достаточное количество цинка в рационе необходимо для здорового образа жизни. Цинк естественным образом содержится в таких продуктах, как говядина, семена подсолнечника и сыр.
• Антикоррозийные покрытия:  В первую очередь цинк используется для гальванизации других металлов, которые в противном случае могли бы быть подвержены коррозии. Гальванизация предотвращает ржавчину, поэтому вы найдете ее в местах, где оцинкованное железо и сталь используются для наружных работ, например, на кузовах автомобилей или мостах.
• Латунь: Смешивание цинка и меди дает латунь. Этот металл является одним из первых металлических сплавов, сформировавших прогресс человечества и современный мир, который мы сегодня воспринимаем как должное.

Кадмий

Кадмий восходит к 1817 году. Немецкий ученый обнаружил кадмий, скрывающийся в расплавленном каламине, что является другим названием карбонита цинка. Кадмий и цинк добываются вместе, и большая часть кадмия, который мы используем сегодня, является побочным продуктом добычи цинка.

Использование кадмия

• Припой:  При соединении труб или электрических компонентов большинство инженеров, электриков и сантехников используют припой. Это вещество представляет собой сплав кадмия и серебра с более низкой температурой плавления, чем любой из основных металлов.
• Гальваническое покрытие:  Подобно цинку, кадмий часто используется для гальванического покрытия других металлов для повышения их коррозионной стойкости.
• Атомная энергетика:  Кадмий поглощает нейтроны, что делает его идеальным выбором для изготовления ядерных стержней для электростанций.

Ртуть

Ртуть — один из самых токсичных элементов в мире. Ему тысячи лет, он был найден в древнем Китае и Египте еще за 2000 лет до нашей эры. Его температура плавления составляет минус 37 градусов по Фаренгейту, поэтому он почти всегда находится в жидкой форме. Он обладает некоторыми сверхпроводящими свойствами, но вам нужно охладить его почти до абсолютного нуля, чтобы начать их видеть.

Использование для ртути

• Амальгамы: Сплавы ртути со многими другими переходными металлами, такими как серебро, золото и цинк, для создания амальгам. Вы найдете эти ртутные сплавы во всем, от сухих батарей до зубных пломб.
• Приборы для научных исследований: Жидкая ртуть часто использовалась для наполнения бытовых термометров, но если они ломались, это могло подвергнуть домашнее хозяйство риску. Сегодня ртутные приборы относятся к научным лабораториям.
• Переключатели: Это может быть жидкость, но ртуть проводит электричество. Это полезно для создания переключателей, зависящих от положения.

The Platinum Group

Люди называют следующую группу платиновой группой, потому что в природе они часто встречаются вместе. Однако не все эти металлы имеют общее применение.

Платина

Сегодня платина может быть драгоценным металлом, но раньше горняки считали ее неприятностью. Часто она появлялась в тех же местах, где горняки находили золото, но в то время у платины было не так много применений. Сегодня этот переходный металл желанен для различных применений.

Использование платины

• Ювелирные изделия: Как драгоценный металл, платина популярна в ювелирных изделиях. Он выглядит как серебро по цене золота, что делает его отличным выбором для тех, кому не нравится внешний вид традиционного желтого золота.
• Каталитические нейтрализаторы: Каталитический нейтрализатор — это последняя часть выхлопной системы вашего автомобиля, и он содержит платину. Драгоценный металл окисляет угарный газ в выхлопных газах, чтобы уменьшить выбросы автомобиля.
• Ракетные двигатели: Платина имеет такую ​​высокую температуру плавления, что даже нашла применение в ракетостроении. Многие современные ракетные двигатели изготавливаются из платины или платиновых сплавов.

Иридий и осмий

Эти два элемента почти всегда встречаются в природе вместе. Иридий получил свое название из-за потрясающего разноцветного оттенка. Оба имеют очень ограниченное применение, поэтому здесь они прекрасно сочетаются друг с другом

Использование иридия и осмия

• Лазерные кристаллы: Единственное реальное применение иридия — создание лазерных кристаллов, особенно тех, которые выдерживают высокие температуры.
• Электрические применения: Осмий ценен для создания электрических контактов во многих приложениях.
• Перьевые ручки:  Одним из наиболее распространенных применений осмия является создание высококачественных перьев для перьевых ручек.

Палладий, родий и рутений

Последние три элемента семейства платины имеют очень мало применений, если вообще имеют:

• Извлечение водорода:  Палладий в основном используется для извлечения водорода. Он может поглощать до 900 раз больше собственного веса водорода.
• Платиновый сплав: Родий получил свое название из-за своего красно-красного цвета, но его единственное применение — отвердитель платины.
• Нет известных применений: Рутений не имеет известных применений.

Почетные упоминания или элементы, с которыми вы не хотели бы столкнуться

Вы, наверное, заметили, что среди перечисленных выше есть еще несколько элементов, которые мы не упомянули. Эти элементы не имеют применения в повседневной жизни, и, надеюсь, вы никогда с ними не столкнетесь.

Ученые обнаружили скандий и иттрий в Скандинавии. Скандий не имеет известных применений, а иттрий используется в сплавах для придания прочности другим металлам.

Остальные переходные металлы не встречаются в природе. За исключением технеция, созданного в лаборатории в 1936 году, все эти элементы имеют атомные номера выше, чем у урана, за что получили название трансурановых элементов. Вы не хотите сталкиваться ни с одним из этих элементов — все они очень радиоактивны. Скорее всего, вы этого не сделаете — ученые могут создавать их только в лаборатории, и после создания они существуют всего несколько минут, прежде чем испортятся. Переходные металлы составляют всю среднюю часть таблицы Менделеева, и из 38 элементов на выбор вы, вероятно, столкнетесь хотя бы с одним из них в своей повседневной жизни. Если вы читаете это на телефоне, у вас в руках медь, серебро и, возможно, платина. Где вы сталкивались с переходными металлами в своей повседневной жизни?

Эта статья впервые опубликована 01.03.2018. Мы обновили его 29.07.2020, чтобы расширить раздел «Применения в реальной жизни» более подробным использованием переходных металлов.

Revolutionized поддерживается читателями. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Узнайте больше здесь.

Ряд реакционной способности металлов – сложные проценты

Нажмите, чтобы увеличить

Ряд реакционной способности металлов – это общепринятая концепция в химии, в которой металлы, как следует из названия, располагаются в порядке реакционной способности от наиболее реакционноспособных до наименее реакционноспособных. Это также полезный инструмент для прогнозирования продуктов простых реакций замещения с участием двух разных металлов, а также для понимания того, почему разные металлы извлекаются из соответствующих руд по-разному. На этом рисунке ряд распространенных металлов расположен в порядке реакционной способности, а также показаны их реакции с воздухом, водой и паром.

Металлы обладают различной реакционной способностью. Чтобы проиллюстрировать это, вам не нужно ничего искать, кроме классической демонстрации щелочных металлов в воде, обычно используемой на уроках химии. В этой демонстрации маленькие кусочки трех разных металлов из группы 1 периодической таблицы бросают в большую миску с водой. Литий мягко шипит, натрий бурно шипит, а реакция калия настолько энергична, что он вспыхивает сиреневым пламенем, когда мчится по поверхности воды. Цезий, самый активный металл в периодической таблице, реагирует чрезвычайно бурно — поэтому его нельзя демонстрировать в классе! Это можно сравнить с другими распространенными металлами, такими как железо и медь, которые не вызывают реакции при падении в воду.

Ряд реактивности предлагает ранжирование металлов в порядке их реакционной способности. Металлы группы 1, наиболее химически активные металлы в периодической таблице, возглавляют рейтинг. За ними следуют чуть менее реакционноспособные металлы второй группы. Металлы, обозначенные как переходные металлы в периодической таблице, гораздо менее реакционноспособны, а металлы, такие как золото и платина, находятся в нижней части ряда, практически не вступая в химическую реакцию с любыми повседневными реагентами.

Но какая польза от этого ряда, кроме ранжирования реакционной способности металлов? Ну, во-первых, это может помочь нам предсказать результат определенных химических реакций. Если соединение металла взаимодействует с металлом, стоящим над ним в ряду реакционной способности, произойдет реакция замещения, и место менее активного металла в соединении займет более реакционноспособный металл. И наоборот, если мы попытаемся прореагировать соединение металла с металлом, находящимся ниже в ряду реакционной способности, никакой реакции не произойдет. Это показано ниже:

Сульфат меди + цинк → сульфат цинка + медь

Сульфат магния + цинк → НЕТ РЕАКЦИИ

Помимо помощи в прогнозировании результатов этих реакций, ряды реакционной способности также дают нам представление о том, почему различные металлы извлекаются из их руды по-разному. Вы заметите на графике, что углерод и водород также втиснуты между записями в списке, несмотря на то, что они неметаллы. Это связано с тем, что они могут реагировать с соединениями в металлических рудах и вытеснять металлы, способствуя их извлечению. Некоторые металлы, такие как золото и серебро, настолько нереакционноспособны, что практически не соединяются с другими элементами, и их относительно просто получить. Однако большинство металлов встречаются в природе в виде соединений, часто в сочетании с кислородом или серой, из которых мы должны их удалить.

Метод извлечения, используемый для многих металлов – это доменный процесс, при котором металлическая руда нагревается с помощью углерода. Это случай с распространенным примером, железом, руда которого, гематит, состоит в основном из оксида железа. Углерод сгорает в печи с образованием монооксида углерода; затем окись углерода вступает в реакцию с окисью железа, вытесняя железо и образуя двуокись углерода. Это извлечение возможно, потому что железо находится ниже углерода в ряду реакционной способности и так же хорошо работает с другими металлами ниже углерода. Однако с некоторыми металлами образуются соединения металла с карбидом углерода, которые могут сделать металл хрупким. По этой причине иногда необходимы другие методы экстракции. Кроме того, невозможно использовать углерод для извлечения металлов, более реакционноспособных, чем углерод в ряду реакционной способности.

Для тех металлов, которые могут быть извлечены углеродом, но образуют карбиды, можно использовать ряд различных методов экстракции. Титан имеет высокое отношение прочности к весу и находит важное применение в аэрокосмической промышленности. Он извлекается из руды, рутила, который в основном представляет собой диоксид титана, с использованием хлора и углерода, которые превращают диоксид титана в тетрахлорид титана. Затем его можно подвергнуть реакции с более реакционноспособным металлом, таким как натрий или магний, для получения титана.

Другой металл, вольфрам, образует карбид, который можно использовать, так как он очень твердый. По шкале твердости минералов Мооса, которая оценивает вещества от 1 до 10, он получает 9 баллов; равен по твердости рубинам и уступает только нескольким веществам. Для справки, алмаз имеет 10 баллов по шкале Мооса. Карбид вольфрама находит применение в сверлах благодаря своей твердости. Чтобы извлечь вольфрам из руды без образования карбида, водород реагирует с оксидом вольфрама при высокой температуре, вытесняя металл.

Для металлов с самой высокой реакционной способностью экстракция с использованием углерода просто невозможна. Вместо этого используется совершенно другой метод. Этот метод, электролиз, включает пропускание электрического тока через расплавленную металлическую руду. Это разлагает руду, разделяя ее на составные элементы и позволяя извлечь металл. Хотя этот метод необходимо использовать для таких металлов, как алюминий, он также является дорогостоящим, поскольку связанные с этим затраты на электроэнергию высоки.

Этот рисунок по необходимости не содержит всех металлов в таблице Менделеева, что потребовало бы гораздо больше места (возможно, идея для будущего проекта!). Есть также некоторые оговорки к заявлениям о реакции; например, алюминий будет медленно реагировать с водой, если тонкий слой оксида алюминия, препятствующий его реакции, будет поврежден.