Металл не встречающийся в природе в самородном состоянии

Обновлено: 17.05.2024

В классе самородных металлов одним из важнейших является подкласс минералов с координационной структурой (группы меди, железа, платины, осмистого иридия).

Группа меди
Из минералов, принадлежащих к группе меди, мы рассмотрим два минеральных вида — медь и электрум. Минералы этой группы кристаллизуются в гексоктаэдрическом классе кубической сингонии — Oh — m3m(3L44L⁶36L29PC). Кристаллическая струкра их характеризуется гранецентрироваиным кубом с плотнейшей упаковкой атомов, размещенных в вершинах куба и в центре каждой его грани. Размер элементарных ячеек указывает на возможность образования непрерывных изоморфных смесей между серебром и золотом и ограниченную смесимость этих металлов с медью. Минералы группы меди встречаются в виде кристаллов и кристаллических сростков, часто наблюдаются неправильные зерна с искривленными гранями, закругленными ребрами и неравномерным ростом по разным направлениям, в результате чего образуются широко распространенные среди этих минералов дендритовидные формы. По происхождению минералы группы золота являются либо первичными образованиями, связанными главным образом с гидротермальными и пневматолитовыми процессами, либо вторичными, возникшими на поверхности в процессе разрушения или окисления.

Медь — Сu. Химический состав. Медь обычно бывает химически чистой, иногда содержит примеси Ag, Au и Fe (до 2,5%).
Разности: золотистая медь с содержанием Au до 2—3%; витнеит — с содержанием Au до 11,6%.

Агрегаты и габитус. Медь образует неправильные плоские дендриты и пластины, возникающие в трещинах горных пород .

В некоторых месторождениях были встречены сплошные массы меди весом в несколько тонн. Например, в районе Верхнего озера в США найдены отдельные глыбы самородной меди до 1000 т. Правильно образованные кристаллы наблюдаются редко, чаще они имеют кубический габитус с главными формами куба, ромбического додекаэдра , октаэдра и др. Встречаются двойники срастания по (111) реже по (110). Как кристаллы, так и двойниковые образования меди редко развиваются равномерно по всем направлениям. Обычно вместо сплошного кристалла возникает сетка удлиненных, вытянутых в одном определенном направлении скелетных форм или дендритов.

В простых кристаллах рост выражен в основном в направлении четверных осей, и тогда ветви дендрита образуют одна с другой прямые углы. В двойниковых образованиях ветви дендрита вытянуты вдоль двойной оси, параллельной двойниковой плоскости. Физические свойства меди приведены в табл.

Диагностические признаки. Медь легко определяется по цвету, ковкости и плотности. Главные линии на рентгенограммах: 2,085; 1,806; 1,276. В разведенной азотной кислоте растворяется легко, в соляной — труднее. Раствор с излишком аммиака имеет характерный синий цвет. П. п. т. плавится (температура плавления 1083° С).

Отличие от сходных минералов. Самородную медь в сплошных скоплениях можно спутать с никелином и борнитом. Отличия:

Никелин нековкий имеет буровато-черную черту и более высокую твердость (5);
Борнит имеет индигово-синюю побежалость.

Искусственное получение. Медь легко получают при восстановлении из раствора органическими и неорганическими веществами. Хорошие кристаллы меди возникают при электролизе.

Скопления самородной меди чаще всего возникают в связи с экзогенными процессами, но такие образования редко имеют практическое значение . Самородная медь характерна для нижних частей зон окисления медных сульфидных месторождений. Особенно интересны в минералогическом отношении Турьинские месторождения Урала, самородная медь которых была исследована еще в 1837 г. Г. Розе, а также старые Калмакташские рудники в Казахстане. Образцы самородной калмакташской меди весом в несколько тонн сохранились только в музеях. В некоторых осадочных породах, например в песчаниках, наблюдается самородная медь, цементирующая отдельные песчинки (медистые песчаники), а также выделяющаяся в них в виде конкреций. Такие образования известны в Приуралье, Донбассе, в Подолии, в Наукатском месторождении в Средней Азии и в других местах. В зоне окисления и в осадочных породах самородная медь могла образоваться по таким реакциям:

В экзогенных месторождениях самородная медь встречается вместе с купритом (Cu2О), халькозином (Cu2S), бурыми железняками, малахитом (CuCu(OH)2[CO3]) В них она образует псевдоморфозы по куприту и халькозину, а в старых горных выработках встречаются ее псевдоморфозы по обломкам дерева и выделения на железных предметах. Эта медь называется цементной и образуется по реакции

На земной поверхности самородная медь не устойчива и в кислородных условиях переходит в куприт (Сu2О) и тенорит (СuО), а в водно-воздушной среде — в махалит (CuCu(OH)2 [СО3]) и азурит (Cu2Cu(OH)2[СО3]2).

Практическое использование меди общеизвестно. Основными отраслями народного хозяйства, которые используют значительное количество меди, являются машиностроение, металлургия, электротехника, приборостроение. Медь используется также для чеканки монет. Нижний промышленный предел самородной меди в промышленных месторождениях равен 0,5%.

Что из этих металлов не встречаются в природе в самородном состоянии?

Среднее содержание серебра в земной коре (по Виноградову) — 70 мг/т. Максимальные его концентрации устанавливаются в глинистых сланцах, где достигают 900 мг/т. Серебро характеризуется относительно низким энергетическим показателем ионов, что обуславливает незначительное проявление изоморфизма этого элемента и сравнительно трудное его вхождение в решётку других минералов. Наблюдается лишь постоянный изоморфизм ионов серебра и свинца. Ионы серебра входят в решётку самородного золота, количество которого иногда достигает в электруме почти 50 % по весу. В небольшом количестве ион серебра входит в решётку сульфидов и сульфосолей меди, а также в состав теллуридов, развитых в некоторых полиметаллических и особенно, в золото-сульфидных и золото-кварцевых месторождениях.

Определённая часть благородных и цветных металлов встречается в природе в самородной форме. Известны и документально подтверждены факты нахождения не просто больших, а огромных самородков серебра. Так, например, в 1477 году на руднике «Святой Георгий» (месторождение Шнееберг в Рудных горах в 40-45 км от города Фрайберг) был обнаружен самородок серебра весом 20 т. Глыбу серебра размером 1 х 1×2,2 м выволокли из горной выработки, устроили на ней праздничный обед, а затем раскололи и взвесили. В Дании, в музее Копенгагена, находится самородок весом 254 кг, обнаруженный в 1666 году на норвежском руднике Конгсберг. Крупные самородки обнаруживали и на других континентах. В настоящее время в здании парламента Канады хранится одна из добытых на месторождении Кобальт в Канаде самородных пластин серебра, имеющая вес 612 кг. Другая пластина, найденная на том же месторождении и получившая за свои размеры название «серебряный тротуар» , имела длину около 30 м и содержала 20 т серебра. Однако, при всей внушительности когда-либо обнаруженных находок, следует отметить, что серебро химически более активно, чем золото, и по этой причине реже встречается в природе в самородном виде. По этой же причине растворимость серебра выше и его концентрация в морской воде на порядок больше, чем у золота (около 0,04 мкг/л и 0,004 мкг/л [3] соответственно) .
Руда серебра, Приморье.

Известно более 50 природных минералов серебра, из которых важное промышленное значение имеют лишь 15-20, в том числе:

самородное серебро;
электрум (золото-серебро) ;
кюстелит (серебро-золото) ;
аргентит (серебро-сера) ;
прустит (серебро-мышьяк-сера) ;
бромаргерит (серебро-бром) ;
кераргирит (серебро-хлор) ;
пираргирит (серебро-сурьма-сера) ;
стефанит (серебро-сурьма-сера) ;
полибазит (серебро-медь-сурьма-сера) ;
фрейбергит (медь-сера-серебро) ;
аргентоярозит (серебро-железо-сера) ;
дискразит (серебро-сурьма) ;
агвиларит (серебро-селен-сера) и другие.

Как и другим благородным металлам, серебру свойственны два типа проявлений:

собственно серебряные месторождения, где оно составляет более 50 % стоимости всех полезных компонентов;
комплексные серебросодержащие месторождения (в которых серебро входит в состав руд цветных, легирующих и благородных металлов в качестве попутного компонента) .

Собственно серебряные месторождения играют достаточно существенную роль в мировой добыче серебра, однако следует отметить, что основные разведанные запасы серебра (75 приходятся на долю комплексных месторождений.
Месторождения

Значительные месторождения серебра расположены на территориях следующих стран:

Германия, Испания, Перу, Чили, Мексика, Китай, Канада, США, Австралия, Польша, Россия, Казахстан, Румыния, Швеция, Чехия, Словакия, Австрия, Венгрия, Норвегия [4]. Также, месторождения серебра есть в Армении, на Кипре и на Сардинии [5].

Собственно серебряные месторождения играют достаточно существенную роль в мировой добыче серебра, однако следует отметить, что основные разведанные запасы серебра (75 %) приходятся на долю комплексных месторождений.
Месторождения

Какие металлы встречаются в природе в самородном состоянии?

Какие химические элементы встречаются в самородном состоянии?

Металлы в чистом виде, то есть в самородном состоянии, в виде самородков, встречаются в природе достаточно редко, хотя с такими металлами человечество познакомилось уже очень давно, когда первобытные люди обнаружили самородки золота или меди. Именно химически инертные металлы чаще всего и встречаются в природе в виде самородков. Это благородные металлы, к которым помимо золота относится платина, иридий, осмий, палладий, рутений и родий. Это серебро и медь. Чистое железо также может встретится в природе, хотя в основном это метеоритное железо. Известны случаи нахождения самородков алюминия, цинка, свинца, олова, хрома, кадмия и даже ртути. Находили даже самородные сплавы - чугун, латунь.

Металлов в природе насчитывается более 90. 60 из них встречаются в природе в виде соединений или в свободном состоянии в виде самородков.

Имеются металлы, которые

встречаются только в свободном виде (такие как золото и платина, так как они очень химически инертны и взаимодействуют с другими элементами при жестких условиях).
встречаются в природе только в виде соединений с другими химическими элементами, потому что они очень активны и не могут существовать в свободном состоянии (такие как натрий и калий или кальций)
встречаются и в виде соединений и с свободном состоянии, например никель, олово, свинец.

Металлы в природе

По поводу металлов которые встречаются в самородном состоянии хочу заметить, что речь идет о металлах которые можно назвать химически чистыми, а не в в виде химических соединений. Я не стал приводить все металлы, так как их достаточно много. Но хочу отметить, что если вы посмотрите таблицу Менделеева, то там перечислены эти металлы, прежде всего это инертные металлы, например редкоземельные металлы - неодим и его аналоги находящиеся рядом с ним , например празеодим, металлы платиновой подгруппы. А из тех которые многим известны это палладий и никель.

Самородные элементы - это элементы, которые встречаются в природе в виде простого вещества, молекулы которого построены только из одного элемента. Самородные элементы образовались в природе в результате геологических или космических процессов. Всего насчитывается около 45 самородных элементов, в том числе газы и металлы.

Самородные металлы - это металлы, которые встречаются в природе в виде простого вещества (в виде песка или в виде мелких и крупных самородков), а не только в виде соединений с другими элементами.

К самородным металлам относятся благородные металлы: золото Au, платина Pt, осмий Os, иридий Ir. К самородным элементам или самородным металлам относится медь Cu, она часто встречается в природе в самородках. Свинец Pb, олово Sn, ртуть Hg, алюминий Al, встречаются в самородках гораздо реже. Встречается и железо Fe в метеоритах.

Самородные металлы

Способы образования минералов этой группы очень разнообразны: их можно вкратце свести к двум главным видам генезиса. Некоторые самородные элементы (платина, осмий, иридий, большая часть железа, алмаз, значительная часть золота, висмута и др.) являются первичными образованиями т. е. они выделяются непосредственно из магмы или ее газовых или водных эманации.

Другие относятся к вторичным образованиям, для выделения которых из их соединений необходимы те или иные химические реакции. Сюда относится медь, серебро, сурьма, ртуть, мышьяк, сера и др.

Есть самородные элементы, для которых известны обе формы генезиса; это относится к золоту, никелю, железу, углероду и др. Вообще в генетическом отношении самородные элементы чрезвычайно различны, причем образование одних (алмаз) еще далеко не ясно, а для других достаточно сложно.

Платина

Химический состав—Pt. Обычна примесь железа, реже — осмия, иридия. Тв. 4—5. Уд. в. 14—19 (при содержании Os и Ir доходит до 21).

Самородная платина имеет стально-серый цвет и металлический блеск.

Диагностика. Платина отличается от других самородных элементов высоким удельным весом и большой твердостью. Типичны формы выделения платины в хромистом железняке.

Обычно встречается в зернах и чешуйках. Кристаллы встречаются редко. Крупные самородки платины также попадаются редко (рис. 2 и 3). При большом содержании железа платина иногда магнитна (действует на магнитную стрелку). Подобии золоту, платина встречается в коренных и россыпных месторождениях.

Коренные месторождения платины до последнего времени бы ли известны на Урале, где они приурочены к выходам темных, богатых оливином и пироксенами, пород, так называемых дунитов, перидотитов или образовавшихся из них змеевиков, содержащих выделения хромистого железняка. Платина рассеяна в хромистом железняке, с которым она обычно связана. Она встречается в виде мельчайших зерен, и лишь изредка образует более или менее крупные вкрапления.

Кроме того, коренная платина обычна в качестве пос тоянной примеси в никелистом пирротине и приурочена к породам группы габбро (месторождения Седбёри в Канаде и др.).

Употребление. Благодаря своей тугоплавкости (температура плавления 1775°) и неизменяемости при действии большинства кислот, платина применяется для изготовления химической посуды и аппаратов; кроме того, употребляется в зубоврачебном и ювелирном деле. Губчатая платина широко применяется в хи мической практике в качестве катализатора, а соли платины — в рентгенотехнике и при химическом анализе.

До 1913 г. 95% всей мировой добычи платины приходилось на Урал, где она добывалась исключительно в россыпях в Исовском и Тагильском округах. Остальная часть добычи приходилась на Колумбию. После мировой войны (1914—1918 гг.) добыча в Колумбии сильно возросла. Из других стран с 1926 г. получила большое значение Южная Африка (Бушвельдский комплекс), где разрабатываются преимущественно коренные месторождения платины, а за последние годы — Канада.

Золото

Химический состав- Аu. Тв. 2,5—3. Уд. в. 15,6—19,3.

Самородное золото редко бывает совершенно чистым; обычно содержит примесь серебра и, реже, меди. Золото имеет ярко желтый цвет и отличается хорошей ковкостью.

Диагностика. По внешнему виду золото больше всего похоже на халькопирит, особенно в мелких вкраплениях. От халькопирита золото отличается меньшей твердостью, отсутствием побежалости, высоким удельным весом и ковкостью. Нож дает на золоте блестящую царапину, хорошо видную под лупой.

Золото встречается главным образом в самородном состоянии в форме зерен, пластин, самородков. Кристаллы редки и обычно деформированы — сплющены или изогнуты. Самородки достигают иногда очень крупных размеров. Самый крупный самородок, найденный на Урале, весил 36 кг (рис. 3). Один из самых больших самородков в мире, найденный в Австралии, весил 68,98 кг .

Золото в природе легко истирается и превращается в мельчайшую пыль, незаметную для глаза. В таком же виде оно обычно содержится в золотоносных породах. Первичной формой образования золота является его выделение из магм, преимущественно гранитных, а также гидротермальных растворов, генетически с ними связанных.

При циркуляции по трещинам в гранитах, при высоком давлении и температуре, минеральных растворов, содержащих углекислые, сернокислые и мышьяковокислые соли щелочных и щелочноземельных металлов, происходит химическое видоизменение породы; золото выносится подами вместе с растворами кремнезема и сернистых минералов (пирита, мышьякового колчедана и др.) и отлагается вместе с ними в кварцевых рудных жилах, причем оно нередко входит в состав колчеданов. При разрушении на поверхности земли горных пород, содержащих золото, последнее, вследствие высокого удельного веса и химической стойкости, скопляется в песках, образуя золотые россыпи.

В россыпях золото встречается вместе с магнетитом, ильменитом, шеелитом, киноварью, цирконом и другими минералами. Такое золото называется шлиховым в отличие от жильного.

При благоприятных экономических условиях золотые россыпи имеют промышленное значение при содержании золота от 0,1 г и выше на 1 г породы.

Для извлечения золота из жил золотоносный кварц дробится при помощи механизмов и подвергается затем так называемой амальгамации. При этом мелкораздробленный кварц смывается струей воды, а золото медленно движется по наклонной поверхности, обитой медными амальгамированными (покрытыми ртутью) листами (амальгаматорами), которыми и задерживается.

Время от времени амальгама счищается с поверхности листов и нагревается в ретортах; ртуть отгоняется и дистиллируется, а золото остается на дне реторты. Часть золота остается в эфелях, смываемых с амальгаматора струей воды, и извлекается затем посредством цианирования, причем золото переходит в раствор. Из этого раствора золото извлекается цинковыми стружками, на поверхности которых оно оседает из раствора. Затем цинковые стружки с осажденным на поверхности золотом сильно накаливаются в печах, цинк отгоняется и остается золото.

Из россыпей золото извлекается посредством промывки, причем происходит разделение по удельному весу. Тяжелые зерна золота задерживаются на плоском дне желоба и также улавливаются ртутью, а более легкие частички кварца и других минералов смываются струей воды. В СНГ 80% золота добывается из россыпей.

В СНГ важнейшие месторождения золота находятся в Сибири. Ряд месторождений жильного и рассыпного золота находится на Урале, в Казахстане и др.

Мировая добыча золота в 1934 г. (без СНГ) составила 720 т.

Серебро

Химический состав — Ag, нередко с небольшой примесью золота и меди. Тв. 2,5—3. Уд. в. 10—11. Сингония кубическая.

В свежем виде самородное серебро белого цвета с металлическим блеском. Образование на поверхности сернистого серебра вызывает ее почернение или пожелтение.

Диагностика. Для серебра типичны характер агрегатов (волосовидные, проволочные, листовидные формы) и ковкость. Обладает серебряно-белым цветом и сильным металлическим блеском в свежем изломе или на свежеочищенной поверхности. В отличие от платины, не встречается в виде вкраплений в изверженных породах и обладает меньшей твердостью — легко чертится ножом.

Серебро иногда встречается в виде кристаллов и сростков кристаллов, но чаще образует древовидные формы (дендриты), пластины, неправильные куски и листоватые или проволочные массы (рис. 4).

Известны очень крупные самородки серебра. Во Фрейберге (Саксония) в 1875 г. на глубине около 300 м найдена глыба в 5000 кг. В Чили (Южная Америка) были встречены большие пластины самородного серебра весом до 1420 кг.

Происхождение самородного серебра снизано с распадением сернистых его соединений в верхних частях рудных жил. Наибольшее количество самородного серебра образуется при распадении на земной поверхности серебросодержащего свинцового блеска.-

Месторождения самородного серебра обычно не имеют практического значения, так как являются поверхностными образованиями и быстро истощаются.

В СНГ самородное серебро известно на Алтае, в Закавказье (Чираги-Дзор) и других районах.

Большая часть серебра, поступающая на рынок, получается не из самородного серебра, а извлекается попутно при выплавке свинца из серебросодержащего свинцового блеска.

Медь

Химический состав — Сu, часто с небольшими примесями. Тв. 2,5. Уд. в. 8,8—8,9. Сингония кубическая.

Самородная медь медно-красного цвета с металлическим блес ком. С поверхности часто бывает покрыта черным и зеленоватым налетом.

Диагностика. Самородную медь трудно смешать с другими минералами. Характерные признаки ее: медно-красный цвет на свежеочищенной поверхности, ковкость, крючковатый излом. От золота медь отличается цветом, меньшим удельным весом и растворимостью в азотной кислоте.

Встречается в сплошных массах, иногда пластинчатых. Реже попадаются кристаллы, обычно соединяющиеся в древовидные сростки. Медь встречается в пластах и жилах вместе с различными медными рудами, главным образом купритом и малахитом.

Самородная медь образуется в природе двумя способами: 1) путем выделения из Горячих водных растворов в верхних частях магматических пород после их застывания, в последних его стадиях; таковы месторождения самородной меди в районе Верхнего озера в Северной Америке; 2) при распадении сернистых медных руд.

В последнем случае процесс идет по схеме CuFeS₂ → CuSО₄ → Сu, причем попутно образуются куприт, малахит, азурит.

Промышленные месторождения самородной меди находятся только в районе Верхнего озера (в США) и в Боливии.

В СНГ самородная медь известна на Урале — в Турьинских рудниках, в Богословском районе, в Тагиле и в Сысерти, кроме того, в Узбекистане близ Коканда и в Казахстане — в Каркаралинском районе.

Статья на тему Самородные металлы

Агломерация платиновых металлов Азотнокислое серебро Амальгамация золотых руд Аффинаж золота и серебра Аффинаж платиновых металлов Аффинаж серебра Вторичное серебро и.

Благородные металлы Золото , серебро , платина , иридий , осмий , палладий , рутений , родий . Как благородный.

Платина (Platinum) Aт. вес 195,09. В природе платина, подобно золоту, встречается в россыпях в виде крупинок, всегда содержащих примесь других.

ЦИАНИРОВАНИЕ СЕРЕБРА Одним из самых больших методов получения серебра из его руд где серебро находится в самородном состоянии считается метод.

ТЕЛЛУРИД СЕРЕБРА(I) (Ag2Te) Свойства Неорганическое вещество , в воде не растворим , в природе встречается совместно с теллуридом золота .

Золото (Аurum) Ат. вес 197,0. Золото встречается в природе почти исключительно в самородном состоянии главным образом в виде мелких зерен.

Читайте также: