از آنجا که فلزات نقش بسیار موثری در زندگی بشر دارند شناخت سبک ترین فلز یا سنگین ترین آن‌ها بسیار حائز اهمیت است. اینکه فلزات سبک چه کاربردی در زندگی انسان ها دارند و کدام فلزات در دسته فلزات سبک قرار می گیرند بسیار مهم است.
در حال حاضر فلزات سنگین کاربردهای نسبتا بیشتری دارند اما کاربرد فلزات سبک نیز بسیار زیاد است؛ همچنین تمام این فلزات در همه بخش‌های زندگی انسان ها کاربرد دارند.
سبک ترین فلز جهان را بشناسیم
در دنیای فلزات سبک، لیتیم حرف اول را می‌زند، چراکه این فلز وزن بسیار سبکی دارد.
لیتیم یک فلز قلیایی با رنگ سفید و نقره ای است. عدد اتمی لیتیم سه است. این فلز در حالت استاندارد دما و فشار به عنوان سبک ترین فلز و کم چگالی ترین عنصر محسوب می شود.
عنصر لیتیم بسیار فعال است، همین ویژگی مهم باعث شده که این عنصر به شکل آزاد در طبیعت یافت نشود. این موضوع دلیل کمیابی آن در مقایسه با سایر فلزات موجود در طبیعت مانند مس و آلیاژهای آن است.
سبک ترین فلز موجود در طبیعت یعنی لیتیم، در سال 1817 توسط یک شیمیدان سوئدی کشف شده است. همچنین امروزه معادن حاوی سنگ لیتیم معمولا در مناطقی از آفریقا و آمریکای جنوبی یافت می شود.
از آن جا که این فلز بسیار واکنش پذیر و آتش گیر است، آن را زیر روغن صنعتی و نفت قرار می دهند. واکنش پذیری بالای لیتیم باعث شده است که همیشه به عنوان بخشی از ترکیبات شیمیایی که معمولا یونی نیز هستند شناخته شود.
نکته ی جالب در مورد سبک ترین فلز دنیا این که این فلز به سرعت در آب حل می‌شود، به همین دلیل در آب اقیانوس ها، به شکل نمک و رس یافت می شود.
در چه مواردی از لیتیم استفاده می‌شود؟
لیتیم به عنوان سبک ترین فلز دنیا در موارد مختلف از جمله شیشه و سرامیک هایی که در برابر گرما از خود پایداری نشان می دهد و همچنین در آلیاژهایی که در فضا پیماها به کار می روند نیز استفاده می شود. دلیل این استفاده نیز مقاومت بالای آن نسبت به وزن است.
تاثیر لیتیم در بدن انسان
ظاهرا این طور به نظر می رسد که همه ی جانداران از جمله انسان و حیوانات، گیاهان از مصرف لیتیم بی نیاز هستند. در واقع وجود لیتیم در انواع نمک ها باعث حضور کم رنگ سبک ترین فلز دنیا (لیتیم) در اندام های انسان‌ها و موجودات زنده شده‌است.
لیتیم بر روی اعصاب انسان تاثیر گذاشته و به عنوان دارو در درمان اختلالات دو قطبی نیز استفاده می شود.
ویژگی های لیتیم، سبک ترین فلز دنیا
همان طور که قبلا اشاره کردیم فلز لیتیم در سال 1817 توسط Arfvedson کشف شد، او زمانی به کشف این ماده دست یافت که مشغول تجزیه و تحلیل مواد بود. برای اولین بار با استفاده از روش الکترولیز اکسید عملیات جدا سازی لیتیم انجام شد.
دانشمندان معمولا فلزهای قلیایی را در بافت گیاهان کشف می کردند. اما این بار لیتیم به عنوان یک فلز سبک در مواد معدنی کشف شده و از این رو نام لیتیم را برای آن برگزیدند. این فلز در حالت عادی به شکل بسیار نرم و با رنگ نقره ای یا سفید و خاکستری است. این فلز در تماس با هوا به سرعت اکسید شده و کدر می شود.
یکی دیگر از خصوصیات لیتیم این است که سبکترین فلز دارای چگالی است، به عبارتی چگالی آن نصف آب است. عنصر لیتیم مانند همه عناصر یا فلزات قلیایی نسبت به آب واکنش نشان داده و در آن حل می شود. همین فعالیت و واکنش پذیری بسیار بالا باعث شده که در طبیعت به شکل آزاد یافت نشود.
در صورتی که لیتیم را برروی شعله های آتش بگیرید، باعث ایجاد شعله هایی با رنگ زرشکی بسیار زیبایی می شود. همچنین اگر شدت گرما بالا برود لیتیم با شعله های سفید و درخشان خواهد سوخت.
کاربرد های مختلف لیتیم، سبک ترین فلز
علاوه بر اینکه لیتیم سبک ترین فلز موجود در طبیعت محسوب می‌شود، مقاومت بسیار زیادی در برابر گرما نیز دارد. از این رو از لیتیم در ساخت آند باطری ها استفاده می شود.
- لیتیم در درمان بیماری های متضاد و دو قطبی نیز کاربرد داشته که این عمل به کمک نمک‌های لیتیم، مثل کربنات لیتیم و سیترات لیتیم که به عنوان تثبیت کننده ی حالت ها است انجام می شود.
- توانایی جذب رطوبت بالا توسط لیتیم کلرید و لیتیم برمید باعث شده که از این عنصر در خشک کننده ها استفاده شود.
- از خاصیت لیز کنندگی بالای آن در دمای بالا برای مقاصد گوناگونی استفاده می شود.
- سبک ترین فلز یا لیتیم به عنوان عامل آلیاژ ساز در تولید ترکیبات آلی نقش داشته و این موضوع باعث شده که در کاربرد های اتمی نقش موثری را ایفا کند.
- استفاده از لیتیم در ساخت شیشه های 200 اینچی موجود در تلسکوپ زیر دریایی‌ها و فضا پیماهاو
- یکی دیگر از کاربرد های آن خارج کردن هوا از دی اکسید کربن است.
- خاصیت آلیاژپذیری لیتیم یا همان سبک ترین فلز: لیتیم با فلزات دیگر نظیر آلومینیوم، مس، کادمیم، منگنز ترکیب شده و در صنایعی نظیر ساخت قطعات هواپیما های بلند پرواز استفاده می شود.
خصوصیات فلز لیتیم
لیتیم یا سبک ترین فلز نیز مانند دیگر فلزهای قلیایی در لایه ظرفیت خود تنها یک الکترون داشته و تمایل دارد آن را از دست دهد و به کاتیون تبدیل شود. به همین جهت از لیتیم به عنوان یک رسانای مناسب در جریان برق و گرما استفاده می کنند.
لیتیم بسیار نرم و انعطاف پذیر بوده و این قابلیت را دارد که با چاقو به راحتی بریده شود. همچنین خاصیت اکسید شدن بالای آن باعث شده که به سرعت لایه ی سفید یا نقره ای آن در معرض هوا اکسید شده و تیره شود.
لیتیم یا سبک ترین فلز در میان انواع فلزات دارای یکی از پایین ترین نقاط جوش یعنی 180 درجه سانتی گراد است. اما نکته ی جالب اینکه در میان فلزهای قلیایی لیتیم بالاترین نقطه ی جوش را دارد.
معرفی سبک ترین فلزات جهان
سبک ترین فلز یا light metal به فلزاتی اطلاق می شود که چگالی نسبی آن ها کم است. بنابراین لفظ سبک ترین فلز معمولا به آلیاژهایی مانند منیزیم و آلومینیویم داده شده و علت این امر کاربرد زیاد آن در سازه ها و عملیاتی است که احتیاج به کاهش وزن وجود داشته باشد.
گفته می شود برای عنوان سبک ترین فلز 14 گزینه بیان شده است که پرکاربرد ترین آن ها پس از آلومینیوم و منیزیم به برلیم و تیتانیوم نسبت داده می‌شود.
آلومینیوم سومین عنصر فراوان در پوسته ی زمین به شمار می رود، همچنین منیزیم و تیتانیوم نیز در بین فراوانی فلزات رتبه هشتم و نهم را دارند. البته برلیم در دسته فلزات سبک، کمیاب تر از بقیه است.
کاربرد فلزات سبک چیست؟
کاربرد فلزات سبک در صنایع، به سه دسته تقسیم می شوند معمولا سبک ترین و مقاوم ترین فلز در صنعت حمل و نقل، لوازم الکترونیکی و تفریحی ورزشی استفاده می شود.
در سال های اخیر استفاده از فلزات سبک در انواع سازه ها رشد چشمگیری داشته است. استفاده از این فلزات باعث می شود که مقدار زیادی از وزن سازه ها کاهش پیدا کند.
معمولا از سبک ترین فلزات در ناوگان حمل نقل به ویژه هوا فضا بهره می گیرند. در 50 سال اخیر کاربرد این فلزات را در صنایع هوایی مشاهده کرده ایم. در ابتدا از فلزات سبک در صنعت هوایی استفاده می کردند اما با مرور زمان این فلزات در موارد گوناگون نیز مصرف شدند.
معمولا از آلومینیوم در صنایع خودروسازی استفاده کرده و سعی می شود آن را جایگزین آهن و چدن نمایند.
در بین سبک ترین فلزات، تیتانیوم ارتباط بسیار خوبی با صنعت هوا فضا داشته و همچنین در فضا هایی که با دمای بالا سرو کار دارد نیز استفاده می شوند.
یکی دیگر از کاربرد های تیتانیوم که آن را در زمینه استفاده در صنعت شیمیایی محبوب کرده است ویژگی مقاومت بالای آن در برابر خوردگی است و همین امر باعث شده تا مورد توجه صنایع شیمایی قرار بگیرد.
منیزیم که جزو دسته سبک ترین فلزات است ازنظر استحکام دربرابر وزن بالا، جایگزین مناسبی برای فولاد در قطعات گوناگون محسوب می شود. البته شکل پذیری و انعطاف منیزیم در دمای پایین در مقایسه با آلومینیوم بسیار کمتر بوده و همین باعث محدودیت استفاده از آن نیز شده است.
برلیم در عین سفتی، خاصیت الاستیک نیز دارد، این ویژگی سبب شده که از آن برای ساخت ژیرسکوب ها و سیستم های هدایت داخلی استفاده کنند.
از برلیوم به عنوان یکی از سبک ترین فلزات، استفاده های زیادی می شود که ساخت شیلدهای حرارتی و قطعات تشکیل دهنده سازه های موشکی همچنین در پنجره های لوله های انتقال دهنده ی اشعه ی ایکس نیز کاربرد دارند.
سبک ترین فلزات معمولا برای کاربرد های مختلف به کار رفته و موجب پیشترفت جامعه ی بشری خواهد شد.
سوالات متداول درباره سبک ترین فلز موجود در طبیعت
سبک ترین فلز جهان کدام است؟
در دنیایی فلزات عنوان سبک ترین فلز به لیتیم اطلاق می شود. لیتیم یک فلز قلیایی با رنگ سفید و نقره ای است. عدد اتمی لیتیم سه است. این فلز در حالت استاندارد دما و فشار به عنوان سبک ترین فلز همچنین کم چگالی ترین عنصر محسوب می شود.
کاربردهای سبک ترین فلز جهان چیست؟
درمان بیماری های متضاد و دو قطبی، توانایی جذب رطوبت بالا و خاصیت لیز کنندگی بالای آن‌های باعث کاربرد فلزات سبک در صنایع مختلفی ازجمله پزشکی شده‌است.
فلزات سبک شامل کدام فلزها می‌شوند؟
علاوه بر لیتیم، فلزاتی چون آلومینیوم، برلیم، تیتانیوم و منیزیم نیز در لیست سبکترین فلزات جایگاه ویژه‌ای دارند.
بیشتر بخوانید:
