История открытия металлов кратко
Обновлено: 28.09.2024
Металл - химически простое вещество или сплав, имеющий хорошие показатели электропроводности и теплопроводности, ковкость и характерный блеск.
Первым известным человеку металлом стала медь . По мнению ученых, изначально первобытные люди относились к ней, как к камню. Они находили медные самородки и обрабатывали их шлифованием , обивкой и другими «каменными» способами. Скорее всего, разница между мягкой медью и твердым камнем стала очень скоро. Орудия труда из металлических самородков быстро ломались.
Как пришла идея о плавке металла, доподлинно неизвестно. Можно лишь предположить, что раздосадованный первобытный человек кинул самородок в костер. А после увидел, как «камень» растекся и вскоре застыл. Примерный период события - 5-6 век до нашей эры.
История освоения металлов
На то, чтобы научиться выплавлять бронзу и добывать из горных пород медь и олово , у человечества ушло не менее 500 лет. Бронзовый век завершился после того, как индоевропейцы (народ Малой Азии — хетты) придумали способ разработки железа. Историки относят это событие к 1200 году до нашей эры.
Предметы Железного века использовались по всему миру — в Антологии, Древних Риме, Греции и Египте, на Среднем и Ближнем востоке. Изделия не сохранились, но есть следы их применения.
Факт: гидравлические молоты, доменные печи и большинство других металлургических устройств создали древне-китайские ученые. Европейцы только воспользовались их наработками.
Первый металл человека — медь
Медь нередко присутствует в форме самородков в коре Земли, также как серебро или золото . Можно предположить, что самые ранние орудия труда выполнялись именно из таких самородков. Качества металла, способствующие его глобальному распространению:
- Легкость выплавки из руд;
- Податливость холодной ковке.
Древние медные рудники и «предприятия» по выплавке меди существовали, например, в 3-ем веке до нашей эры на Кипре. По этой причине наименование металла на латинском языке — cuprum.
За 2 тысячелетия до нашей эры рудники меди появились и на Руси. Их остатки обнаружили в Сибири, на Кавказе и Урале. Интересный момент — у русского названия природного ресурса нет ясной этимологии. Ряд ученых предполагают, что «имя» появилось благодаря Мидии — древней стране, находящейся на территории нынешнего Ирана.
Открытие и использование бронзы
Бронза — сплав меди с оловом, вытеснила чистый металл. «Натуральные» источники олова не столь многочисленные, как меди. Столетия назад большинство народов отправляло за ним торговые экспедиции на «Оловянные острова» (сегодня Великобритания).
Назначение меди и бронзы у троянцев, греков и других древних цивилизаций:
- Производство доспехов;
- Создание боевого оружия.
Водостоки создавались из глины и древесины, плуги для вспахивания земли — из прочного дерева. Металлы шли на нужды военного дела. Бронза — тяжеловесный материал. Поэтому человечеству «пришлось» открыть и научиться выплавлять сталь.
Освоение металлов — железо
С железом люди были знакомы еще в Бронзовый век. Но его сыродутная форма, производимая при низких температурах, была мягкий. А метеоритное железо, выкованное из упавших на Землю метеоритов, встречалось крайне редко. Выполняемое из него оружие могли позволить себе лишь богачи. Кинжалы из «метеоритов» называли небесными.
Начав находить первые железные руды, человечество обнаружило, что они есть буквально везде. Пришло время «металлургической революции». Участие в ней приняла вся Европа и Ближний восток. Железное дело активно развивалось как в странах с опытом обращения с бронзой, золотом, серебром. Так и у прежде не работавших с металлами государств.
Последующее развитие металлургии неравномерно и растянуто по времени. Поэтому делений на Стальной, Нержавеющий или Кадмиевый век нет.
Современный человек использует металлы повсеместно. Из них производятся бытовая техника и автомобили, посуда и предметы интерьера. Заказать практически любое изделие и конструкцию из титана, алюминия, меди, магния и других сплавов для своих целей можно на нашем сайте.
История металла, в каких годах был обнаружен
Есть в настоящее время 97 известных металлов , до 19 — го века, только 47 были обнаружены и из этих металлов, 33 из них были обнаружены в 18 — м веке. Семь металлов, которые люди идентифицировали и нашли применение в доисторические времена, были названы металлами древности . Они состояли из золота, серебра, меди, олова, свинца, железа, ртути.
Металлы древности
Золото
Золото было обнаружено примерно в доисторические времена, в каменном веке. Оно использовалось для денежных систем. Золото было найдено путем просеивания песка возле рек и пляжей, обнаружив твердые частицы золота. Во время правления царя Креза (561 — 547 гг. До н.э.) чеканились первые монеты из чистого золота
Медь была обнаружена примерно в доисторические времена и была очень значительным открытием, поскольку все первые инструменты, оружие и приспособления были сделаны из меди. В северном Ираке был обнаружен медный кулон, который, как полагают, датируется примерно 8700 г. до н.э.,
Серебро
Серебро было обнаружено примерно в 3000 году до нашей эры и в основном использовался в денежных системах, особенно в Римской и Китайской империях. Этот тип серебра представлял собой грубую огранку, известную как рубленое серебро, которую можно было использовать в торговле или для хранения богатства. В древней культуре серебро также можно было использовать для изготовления украшений, посуды и предметов, используемых в религиозных ритуалах.
Свинец
Свинец был обнаружен в древние времена и использовался для различных вещей. Римляне использовали этот металл для производства водопроводных труб и в качестве облицовки для ванн. Фактически, один из самых старых известных свинцовых артефактов, которому, как считается, 5820 лет, — это статуя, найденная в храме Осириса на месте Абидоса.
Олово
Олово было обнаружено примерно в 2100 году до нашей эры и использовалось как полироль для предотвращения коррозии, а также в качестве сплава. Например, олово и медь производили бронзу в процессе плавки, которое включало нагревание двух материалов с целью их плавления в жидкую форму. В этом случае олово и медь смешиваются вместе, образуя жидкую бронзу, которую затем охлаждают, чтобы создать металл.
Железо
Железо было обнаружено около 3500 г. до н.э. в процессе плавки. Это породило железный век примерно в 1200 году до нашей эры, когда металл обычно использовался для изготовления инструментов и оружия.
Ртуть
Ртуть была обнаружена около 1500 г. до н.э. Каждая цивилизация, знающая о ртути (Китай, Греция, Рим и некоторые части Индии), имела свои легенды о ртути, начиная от использования ее в качестве лекарства и заканчивая талисманом. Ртуть также была объединена с серой для создания красноватого минерала, который использовался в качестве пигмента для окрашивания одежды и полотенец. Он также использовался, чтобы помочь мех склеивать в фетровых шапках в 18 — м и 19 — го века.
Основные металлы и когда они были приблизительно открыты
Другие металлы
Трансурановые элементы
Металлический забавный факт
Знаете ли вы, что существует множество различных типов стали, включая нержавеющую сталь, оцинкованную сталь и углеродистую сталь?
Вы хотите сдать металлолом в Симферополе?
Если вы хотите сдать металлолом в Симферополе, то вы попали в нужное место. Продажа металлолома — отличный способ заработать дополнительные деньги, а также оказать положительное влияние на окружающую среду.
Первые металлурги
Около 9 тыс. лет назад люди открыли для себя металлы. Древнейшие свидетельства этого найдены на востоке Малой Азии. Люди, населявшие эту территорию, научились обрабатывать самородную медь. Медь – мягкий податливый металл, его можно ковать холодным. Именно так из неё делали бусы и булавки.
Чуть позже появились украшения из другого металла – золота. Со временем из меди начали делать орудия труда: первыми стали медные сверла. Оказалось, что у меди немало преимуществ по сравнению с камнем: она не такая хрупкая, ей можно придать любую форму, а если что-то не получилось, орудие можно перековать или заточить по-новому. Однако самородки меди и золота встречаются редко.
Настоящая металлургия появилась, когда люди научились выплавлять медь и золото из руды. Для этого сначала использовали гончарные печи, температура в которых достигала 800 градусов Цельсия: ее было достаточно, чтобы расплавить медь, содержавшую примесь серы. Затем металл заливали в каменные формы. Но у медных орудий был серьёзный недостаток: они легко гнулись. Золото было гораздо твёрже, но слишком редко встречалось и слишком дорого стоило, чтобы делать из него лезвия и топоры. Проблему удалось решить, когда к меди стали добавлять немного олова. Так получили сплав бронзы. Он был не только прочнее чистой меди, но и легче поддавался отливке. Из бронзы отливали те части орудий и оружия, которые должны были сочетать твёрдость и остроту лезвия. Из неё же делали вазы, украшения, статуэтки, детали мебели.
Независимо друг от друга центры обработки меди, золота и бронзы появились и в других, как правило горных, районах Азии, Европы и Центральной Америки.
Следующим шагом в развитии металлургии стало освоение железа. Первыми кузнецами были древние хетты, жившие на территории современной Турции 3,5 тыс. лет назад. Железо разогревали в печах, но их температуры не хватало для того, чтобы металл расплавился. Получалась твёрдая масса – крица, состоящая из железа и шлака. Её разогревали докрасна и ковали тяжёлыми молотами, пока шлак не отделится от металла, а изделие не примет нужную форму. Для прочности к железу примешивали древесный уголь, а раскаленные инструменты и оружие из железа закаляли в ледяной воде.
Примерно 2,5 тыс. лет назад китайские мастера научились строить плавильные печи с высокой температурой. В них они впервые получили чугун.
Преимущества железа перед другими металлами были очевидны. Железная руда встречается гораздо чаще, чем медная. Предметы из железа очень прочны и долговечны, а их стоимость существенно ниже, чем медных и бронзовых. Это привело к быстрому переходу от бронзового века к железному.
Распространение металлических орудий труда привело к дальнейшему прогрессу земледелия, способствовало развитию ремёсел и торговли, усилению неравенства, обогащению знати. Появление оружия из бронзы и железа превратило столкновения из-за земли и скота в ожесточённые войны.
Развитие общества не только ускорилось, но и стало неравномерным. Группы людей, расселившиеся по огромным пространствам суши, оказались в несхожих природных условиях. На самых благоприятных территориях Ближнего Востока, Северной Африки и Юго-Восточной Азии переход от первобытности и цивилизации начался в энеолите – медно-каменном веке. В других районах Земли это стало возможно только после освоения бронзовых, а в большинстве случаев – железных орудий труда. Сами сроки перехода от камня к металлу и от бронзы к железу на разных территориях не совпадали и могли расходиться на тысячелетия.
Открытие химических элементов
Как и когда были открыты первые химические элементы? История открытия элементов уходит в глубокую древность. Когда человек впервые добыл огонь, он стал оставлять в лесах уголь, образовавшийся при сжигании дерева. Первое свое «художественное произведение» человек также сделал кусочком угля на стене пещеры.
История открытия химических элементов
В Каменном веке из камня высекались инструменты и оружие: наконечники для копьев, молотки и ножи. Жители древней Индии достигли замечательных результатов в искусстве обработки природных материалов. Их сосуды были изготовлены из глины, т. е. из соединений алюминия, кремния и кислорода.
Открытие первых металлов
Конечно, в то время ни у кого не возникала мысль, что существуют химические элементы, или что глина и камень состоят из каких-то отдельных частей. Время шло, и человек стал овладевать тем, что окружало его, он начал извлекать элементы из материалов, которые находил в земле, и обрабатывать их. Эту «богатую землю» мы теперь называем рудой.
Галенит, или сульфид свинца,— довольно широко распространенная руда. И древние люди получали свинец из галенита при помощи процесса, который был, по существу, открыт случайно. Из свинцовой руды, смешанной с углем, на костре выделялись капельки чистого металлического свинца.
Другой рудой, известной древнему человеку, была киноварь, или сульфид ртути. При нагревании этой руды происходит химическая реакция, в результате которой образуется чистая ртуть.
Любознательность человека и его способности обрабатывать материалы постепенно росли; он открыл самородную медь и научился извлекать медь и олово из их руд. Смешав медь и олово, он получил бронзу. Это знаменовало столь важный этап в человеческой истории, что мы называем его Бронзовым веком.
В этот период изготавливались замечательные инструменты и оружие, а также чрезвычайно тонкие ювелирные изделия. Отсюда возникла металлургия как наука.
Железный век начался за тысячу лет до нашей эры, с момента открытия выплавки железа. На самом деле железо, видимо, неоднократно открывалось и переоткрывалось и до того времени. Оно впервые было обнаружено в золе больших костров, раскладывавшихся возле скал, содержащих красную руду.
Из железа делали молотки, шила, ключи, гребни и, конечно, оружие. В те времена подъем и падение цивилизации были непосредственно связаны со степенью развития металлургии, с мастерством ремесленников различных народов.
Главное, человек научился извлекать элементы из окружающей природы, из руд, содержащих эти элементы. Первоначально метод был весьма грубым и сводился к использованию тепла и в некоторых случаях угля. Для его реализации требуется только костер, и его, конечно, легко воспроизвести в лаборатории.
Поместим кусочек руды, например свинцовой, на графитовую пластинку и нагреем ее. В результате образуется относительно чистый кусочек свинца.
Как только металл был извлечен из руд, или открыт в чистом виде, как это имело место в случае золота, первобытный человек быстро обнаружил, что металлу можно придавать различную форму. Он научился ковать металл и даже изготавливать тонкие, как листок, пластины.
Затем первобытный человек научился обращаться с некоторыми другими химическими элементами, хотя, конечно, не знал и не подозревал, что имеет дело с элементами.
Естественно, он овладел углеродом в виде угля. Он также знал серу и элементы, которые находятся в природе в самородном состоянии: золото, серебро и медь. Он научился извлекать чистые металлы — медь, ртуть, свинец и олово — из руд.
Но, очевидно, главным достижением человека стало его умение получать металлическое железо из руд. Распространение железа среди некоторых народов определило до некоторой степени размещение центров цивилизации на заре металлургии.
До нашей эры эти девять химических элементов и были известны человеку, они извлекались и использовались вполне сознательно. Если эти элементы разместить в современной периодической таблице, то некоторые из них окажутся весьма близкими по своим химическим свойствам.
Медь, серебро и золото — все они имеют сходные свойства. То же относится к олову и свинцу. Химические символы этих девяти элементов таковы:
- С (углерод)
- Си (медь)
- Аи (золото)
- S (сера)
- Ag (серебро)
- Hg (ртуть)
- Fe (железо)
- Sn (олово)
- РЬ (свинец)
История открытия химических элементов в средние века
Ничего значительного в области открытия химических элементов не было сделано до периода, который называется Средними веками. В эти времена появились алхимики. Они работали с помощью примитивного оборудования — реторт, ступок с пестиками, которые теперь для нас имеют лишь символическое значение.
Алхимики ставили различные опыты, начиная от таких, которые относятся к области магии (например, поиски эликсира жизни), и до экспериментов, которые предшествовали современной химии.
Алхимики часто говорили о «философском камне», с помощью которого они надеялись превращать обычные металлы в золото. Сейчас трудно сказать, что они принимали за это мифическое вещество. Возможно, это не была какая-то определенная вещь и даже не камень. Некоторые историки полагают, что это был сульфид ртути, но другие придерживаются иного мнения.
Если не считать этих бесполезных попыток, то алхимики первыми осуществили ряд важных химических экспериментов. Они, например, извлекали металлы из руд, хотя это и не было чем-то необычным по сравнению с предшествующими достижениями металлургии.
Открытие кислот
Наиболее важным их творением явились кислоты, которые много позднее стали основными продуктами промышленной химии.
Один их эксперимент состоял в нагревании вещества, подобного сульфату железа, и выделении того, что они называли купоросом. Это соединение теперь известно как серная кислота.
Алхимики умели также получать соляную и азотную кислоты и изготовляли другие химикалии: поташ и карбонат натрия, которые позднее оказались важными промышленными продуктами.
Несмотря на их некоторые чуждые нам методы и цели, алхимики заслужили признание, так как они интересовались и теорией, и практическими исследованиями. Те знания, которые они накапливали путем экспериментирования, они пытались систематизировать с помощью записей и зарисовывания своих опытов. Они считали, что элементарными веществами природы являются огонь, земля, вода и воздух, и стремились установить логические отношения между этими четырьмя «элементами». В известном смысле их причудливая схема была предшественницей нашей современной периодической системы.
Открытие мышьяка, сурьмы и висмута
Несомненно, алхимики оказали большое влияние на развитие химии. Они сделали массу открытий и в течение XII-XIV столетий сумели обнаружить три важных химических элемента: мышьяк (As), сурьму (Sb) и висмут (Bi). Все они входят в одно и то же химическое «семейство» и расположены в нашей современной периодической таблице в одной вертикальной колонке.
Сходство между этими тремя элементами показывает, что грубые химические методы алхимиков, вероятно, сводились к одному определенному типу экспериментов, в которых химические свойства определенного типа играли важную роль.
После этого трио (мышьяк, сурьма, висмут) в течение нескольких столетий не было открыто новых элементов, за исключением платины, которая была выделена в Мексике примерно к середине XVI столетия. Ее название происходит от испанского слова и означает «малое серебро».
В XVIII веке платина использовалась, видимо, только для подделки золотых монет. В течение нескольких лет в начале XIX столетия Россия чеканила платиновые монеты.
Ни об одном из тринадцати элементов, известных к середине XVII столетия, мы не знаем, когда и кем он был открыт. То же самое можно сказать и о цинке, который был выделен в чистом виде в конце XVII века или, возможно, несколько раньше.
Но к этому времени наука начала принимать вполне современную форму. Люди стали изучать природу, химию, элементы ради тех знаний, которые можно извлечь из их исследования. Новые открытия регистрировались и публиковались.
Правда, и ученые Древней Греции интересовались наукой ради самой науки. Они даже создали хорошо разработанную атомную теорию, которая во многих отношениях сходна с современной атомной теорией. Однако греческие ученые не любили производить экспериментов, и поэтому их теории так и оставались на бумаге и никогда не развивались.
Открытие фосфора
Первым химическим элементом, который был открыт одним человеком и который действительно может рассматриваться как его детище, оказался фосфор, что означает «носитель света».
Фосфор был открыт алхимиком и торговцем по имени Хенниг Бранд во время поисков им «философского камня», в Гамбурге (Германия) в 1669 г. Бранд получал фосфор из сухого остатка мочи, но держал процесс изготовления в секрете. Он обнаружил, что новое вещество обладает замечательным свойством: оно ярко сияет в темноте, после того как некоторое время выдерживается на свету. Бранд придумал массу забавных фокусов с фосфором и показывал их своим знакомым, неплохо зарабатывая на демонстрации этих опытов. Позднее было установлено, что фосфор является химическим элементом, и он получил свое название.
Кобальт был открыт в 1737 г., а никель четырнадцать лет спустя. Кобальтовые и никелевые руды первоначально ошибочно были приняты за медную руду, а так как из них не удавалось извлечь медь, то считалось, что в этих рудах сидят злые духи. Отсюда их названия — кобальт (домовой) и купферникель (дьявольская медь),’—сохранившиеся и до настоящего времени.
Открытие водорода
Водород легко получить, положив кусочек металла в раствор кислоты, например в соляную кислоту. При этом выделяются пузырьки водорода. Тот факт, что при опускании металла в кислоту образуются пузырьки, был установлен давно, но никому не приходило в голову, что выделяющийся газ отличается от других известных газов.
И только Генри Кавендиш в 1766 .г. изучил свойства газа, образующегося в этой реакции, и точно описал его. Когда позднее выяснилось, что этот газ при сгорании образует воду, он был назван гидрогеном, или воду рождающим (водород).
Открытие азота и кислорода
В 70-е годы XVIII века многие ученые стали производить опыты с обычным воздухом, пытаясь обнаружить, из чего он состоит.
Даниэл Резерфорд открыл, что при горении или дыхании используется только часть данного объема воздуха. Например, если мы зажжем свечу и поместим ее в закрытый сосуд, то свеча некоторое время погорит, а затем погаснет. При горении расходуется часть воздуха, и свеча отказывается гореть в оставшейся части его. Если вместо свечи поместить в сосуд мышь, то и она, использовав часть воздуха, умрет.
Резерфорд исследовал газ, который остается после того, когда гаснет свеча или у мыши останавливается дыхание. Оказалось, что этот газ отличается от обычного воздуха. Он не поддерживает горения, и животные не могут в нем жить.
Одновременно с Резерфордом еще ряд ученых, а именно Кавендиш’ Джозеф Пристли и Карл Шееле проводили подобные работы. Однако Резерфорд был первым, кто точно описал азот. Вот почему именно Резерфорд считается первооткрывателем азота.
Примерно в тот же период многие ученые изучали другой основной компонент воздуха — кислород.
Пристли подогрел красный порошок, окись ртути, сфокусировав на него с помощью линзы пучок света, и обнаружил, что образующийся при этом газ очень эффективно поддерживает горение. Так он открыл кислород.
В действительности шведский химик Шееле произвел подобные эксперименты, видимо, несколько ранее, но он с запозданием опубликовал свою работу.
Затем известный французский ученый Антуан Лавуазье исследовал природу горения. Он показал, что когда металлы, подобные магнию, горят, то они соединяются с кислородом, увеличивая свой вес. Это открытие явилось важным вкладом в химию.
Таким образом, число элементов, известных человеку к середине 70-х годов XVIII века, достигло двадцати.
Развитие ремесла и возникновение металла
Древние люди постепенно начали понимать, что разделение труда - это выгодно. С развитием таких направлений, как скотоводство и земледелие, стали появляться первые ремесла. Мастера начали заниматься выделкой шкур, плести различные бытовые предметы из коры, лепить глиняную посуду. Примитивные методы обработки сырья стали выходить на новый уровень, а изготавливаемые предметы приобрели более эстетичные формы. Орудия труда стали удобнее и прочнее. Материал для обработки умельцы брали около своего жилья. Это была в основном глина или камни, а также дерево или мягкие металлы.
Разделение труда
С появлением и развитием мастеровых людей постепенно выделялся класс ремесленников. Искусные изготовители различных предметов, добившиеся успехов в некоторых видах деятельности, занимались производством только определённых предметов. Они стали передавать свой опыт по наследству. Изделия продавались или выменивались на другие товары, нужные в хозяйстве. Появление ремесла придавало людям некий комфорт и привело к делению общества по профессиональному признаку. Это привело к развитию рыночных отношений.
Появление ремесел
Людям требовалась одежда. Такая необходимость стимулировала развитие ткацкого дела. Примитивные станки для производства ткани появились примерно в пятом тысячелетии до н.э. Это была конструкция, состоящая из брусков, на которые натягивали нити, служащие основой для полотна. Эта технология используется и в современном ткачестве. Первым сырьём для лоскутов материала были растения:
Постепенно стали применять шерсть. Ткацкое производство развивалось. В лесистых районах развивалась деревообработка и другие виды ремесел.
Людям для хранения продуктов питания и приготовления пищи нужна была посуда. Первобытные чашки, плошки и кувшины изготавливались из глины, так как этого сырья было предостаточно. Развивалось гончарное дело. Технология совершенствовалась, и появились печи для отжига и гончарные круги. Украшение посуды из керамики способствовало появлению художественной росписи и лепнины.
Кузнечное ремесло и металлы
Развитие кузнечного дела приобрело глобальное значение для всего человечества. Первоначально предметы изготавливались только из чистого металла. В основном к ним относились серебро, золото. Благородные металлы находились на поверхности, и для их обработки не требовалось особых усилий и времени. Но домашняя утварь, инструменты и особенно оружие были непригодны для длительной эксплуатации. Помимо этого, сырья для изготовления инструментов и орудий труда было мало. Шло время, и люди научились делать сплавы из разных металлов и начали их использовать. Развивалась примитивная металлургия. Несложно было найти такие металлы как:
- серебро;
- золото;
- медь;
- метеоритное железо.
Они легко поддавались обработке. Примерно к середине третьего тысячелетия до нашей эры появились новые технологии. Об этом свидетельствует находки: они были изготовлены из медных сплавов при помощи литья. К тому времени человек приобрел навыки добычи руды разных металлов из шахт небольшой глубины. Металл плавили в углублениях на поверхности земли или в емкостях из камня. Они напоминали горшки из глины.
Хотя ремесло и развивалось стремительными темпами, орудия труда были некачественными. Топоры, ножи, копья, наконечники стрел были очень хрупкие и тупились. Одно из великих изобретений человечества - появление бронзовых сплавов. Они были намного долговечней и прочней. Но всё же с появлением железа ситуация существенно изменилась. После его открытия начался новый этап развития в истории человечества.
Читайте также: