Легких металлов в природе достаточно много: их двенадцать. Наиболее известными из них являются магний, алюминий, титан, бериллий. Они широко применяются в промышленности, технике, быту в виде сплавов и обладают самыми различными свойствами.

Из этих сплавов построены корпуса самолетов и космических ракет, изготовлена кухонная посуда, садовый инвентарь и многое, многое другое.

Легкими эти металлы называются потому, что они легче железа.

Алюминий — один из самых распространенных в мире металлов: земная кора на 7-8% состоит из него. Но алюминий не встречается в природе в чистом виде. Он образует соединения с другими химическими элементами, причем такие прочные, что их очень трудно разделить на составные части. Основная алюминиевая руда боксит содержит от 40 до 60% окиси алюминия.

Алюминий обладает многими полезными качествами, благодаря которым получил в XX веке широчайшее распространение. Он очень легок, примерно в три раза легче железа, меди, никеля или цинка хорошо проводит электричество и служит прекрасным теплоизолятором, потому что его блестящая поверхность хорошо отражает тепловые лучи.

Этот чудесный металл стоек к коррозии. При взаимодействии с воздухом алюминий быстро вступает в химическую реакцию с кислородом, образуя прочную, тонкую, бесцветную пленку. Она-то и служит своеобразной преградой на пути дальнейших химических реакций и тем самым предохраняет металл от коррозии.

Вот почему из алюминия делают фольгу. Но что такое фольга? Тончайшая металлическая пластина толщиной в доли миллиметра.

Чтобы раскатать такую тонкую металлическую пластину, прибегают к помощи специальных точных машин. Ведь любое отклонение в толщине фольги сразу будет заметно. Для изготовления фольги используют чистый алюминий. Но более толстую фольгу и другие предметы нашего повседневного обихода чаще всего делают из различных сплавов металлов на алюминиевой основе. Конечно же обыкновенная алюминиевая фольга есть в каждом доме. В нее упакованы конфеты, шоколад, другие пищевые продукты. В ней хозяйки запекают мясо, рыбу, птицу в духовках кухонных плит. И конечно же многие сорта мороженого тоже манят нас своей серебристой волшебной упаковкой — алюминиевой фольгой.

От чего зависит цвет "греческих огней"

Во всех странах люди обожают всякие забавы, в том числе фейерверки. Вот уже несколько тысячелетий человечество восхищается удивительными цветами огней фейерверка.

Первые фейерверки засверкали в Китае, а в европейских странах они заискрились лишь спустя сотни лет. Жители Древней Греции любили позабавиться «греческими огнями». Многие римские императоры тоже устраивали впечатляющие огненные спектакли на радость и потеху своим подданным. Правда, те древние фейерверки значительно отличались от современных. Лишь с изобретением пороха и развитием химии фейерверки стали более изысканными.

В XIX веке умение создавать фейерверки поистине превратилось в вид искусства.

Удивительные картины с изображением флагов, лодок, знаменитых баталий иногда служили лишь своеобразным фоном. Когда такие картины зажигались огнями, создавалось впечатление, что флаги колышутся, лодки плывут, а люди сражаются на поле брани.

Создаются фейерверки с помощью селитры, серы и угля Все эти вещества перетираются в порошок, и к ним в различных пропорциях добавляются различные соли. Окраска огней зависит от следующих добавок. Стронций придает огням красный цвет, барий — зеленый, натрий — желтый, медь — синий. С помощью железных наполнителей в небе рождается серебряный дождь. Так что нужно хорошо разбираться в химии, чтобы создать современный фейерверк.

Огни, светящиеся в небе, используют не только для развлечений. Военные применяют специальные сигнальные ракеты. Огнями можно осветить все поле боя или передать необходимое сообщение. Суда, попавшие в беду, тоже взывают о помощи, запуская в небо разноцветные раке ы и огни.

Что такое карьер

Разрабатывать карьер — это значит заниматься добычей, как правило, полезных ископаемых. При этом порода вынимается каменными блоками или же дробится на отдельные куски. Каменные блоки обычно используются при строительстве, например из них построены пирамиды в Египте. А отдельные небольшие куски камня, которые называются щебнем, широко применяются при дорожных работах.

Карьеры бывают разные. В одних горная порода представляет собой сплошной монолит, в других она расположена слоями, где каждый отдельно взятый слой отличается плотностью, цветом, прочностью. Попросту говоря, карьер — это громадная, вырытая в земле яма, точнее, горная выработка. Они, как правило, бывают широкими и неглубокими.

Узкие и очень глубокие горные выработки называются шахтами. О них мы будем подробнее говорить дальше.

Иногда полезные ископаемые находятся на небольшой глубине, прямо на поверхности земли. В подобных местах удобнее вырыть неглубокие котлованы: в них можно спокойно заехать на бульдозере и без особых проблем вывезти руду.

Как узнать место, где именно следует разрабатывать карьер? Сначала необходимо провести исследования, взять пробы грунта. Здесь последнее слово остается за геологами; именно они определяют, какие полезные ископаемые и в каком количестве содержатся в данном месте.

Во время исследований больших горных разработок пробы пород берутся не только с поверхности земли, но и с больших глубин. Это делается для того, чтобы исключить возможность ошибки. Контрольные буровые работы проводятся в нескольких местах. Глубокие скважины должны подтвердить выводы ученых. Для этого применяют буры — специальные сверла диаметром 5-6 сантиметров. Они способны проникнуть сквозь плотную толщу горных пород.

Полученную породу поднимают на поверхность, затем тщательно изучают. Только после этого делают вывод: стоит ли здесь добывать руду, любую другую горную породу, стоит ли продолжать разработку карьера.

Радиоактивные металлы

Впервые радиоактивный металл радий был открыт французским физиком Пьером Кюри (1859-1906) в 1898 году. Ученый носил пробирку со своим «открытием» в нагрудном кармане, получил роковую дозу облучения и рано умер. За свое открытие вместе с женой Марией Склодовской-Кюри (1867-1934) и ученым Антуаном Анри Беккерелем (1852-1908) Пьер Кюри получил Нобелевскую премию. Это было в 1903 году.

Итак, что такое радиоактивные металлы, к которым принадлежат уран, радий, торий и нептуний? Это такие металлы, которые обладают способностью превращаться в другие химические элементы, испуская при этом различные частицы. Ученые называют их гамма-квантами.

Невероятную силу радиоактивных элементов люди узнали после взрывов ядерных бомб в японских городах Хиросима и Нагасаки в 1945 году. За считанные минуты было убито и ранено более 200 тысяч человек.

Итальянский городок Орвието однажды облетела сенсационная весть: местные специалисты обнаружили, что внутри католического собора, который был построен в XIII-XIV веках, радиоактивность повышена в 15 раз по сравнению с естественной. «Что такое? Почему? — заволновались жители Орвието. — Куда же нам теперь ходить молиться?» «Все в тот же собор, — ответили ученые. — Ничего страшного с вами не случится, вы же находитесь в соборе не круглые сутки, а довольно короткое время, пока длится служба. Во всем же виноват мрамор, из которого построили в свое время собор. Он содержит много радиоактивных элементов: урана, тория и других...»

Уран — металл с удивительными свойствами, ключ к раскрытию тайн атомной энергии. Это естественный источник радиоактивного излучения, которое широко используется в медицине, сельском хозяйстве, промышленности.

Внешне слитки чистого урана очень напоминают слитки серебра или стали. Но уран очень тяжелый металл, один из самых тяжелых химических элементов в природе. Один кубический сантиметр урана весит 19 граммов.

Отличительные свойства урана таковы. Во-первых, это радиоактивный металл, а значит, в нем постоянно протекают определенные структурные изменения, сопровождающиеся выделением энергии в виде радиоактивного излучения. Некоторые атомы урана подвержены процессу распада, то есть атомы могут расщепляться на две части, высвобождая огромное количество энергии. Процесс распада атомов урана лежит в основе работы ядерных электростанций, ядерного оружия.

Во-вторых, уран — химически активный элемент. Он вступает в реакцию со многими химическими элементами. Если уран соприкасается с воздухом, то на его поверхности быстро образуется черная пленка. Она состоит Из соединений урана и кислорода.

В небольших количествах уран достаточно часто встречается в природе, но не в чистом виде. Процесс получения чистого урана из урановой руды длительный и трудоемкий. Из тонны переработанной руды получают всего лишь несколько граммов урана. Сначала урановую руду дробят, просеивают и обрабатывают различными химическими веществами, для того чтобы очистить ее от посторонних примесей. Затем руду в несколько этапов очищают до получения желтой, похожей на пластилин массы.

В одном килограмме урана потенциально заложено столько же энергии, сколько в трех миллионах килограммов угля. В ядерных реакторах в результате цепной реакции распада атомов урана выделяется огромное количество энергии, которая приводит в движение турбины — основные звенья в электрических генераторах.

Его следы есть в каждом кусочке земли

Почти как детективный сюжет описывает академик А.Е. Ферсман встречу с этим диковинным металлом. «Большое многоэтажное здание с тихими лабораториями и кабинетами. Нас ведут по лестницам в подвал, потом подземным коридором в небольшую бетонированную камеру с толстыми стенками... Гремят замки — в пустой комнате без окон стоит небольшой железный шкаф. При потушенном электричестве отворяются дверцы, и привыкший к темноте глаз видит несколько светящихся полосочек. Камень в кольце нашего провожатого начинает ярко сверкать, неожиданно вспыхивая при повороте руки и усиливая свет при приближении к полоскам. Зажигается электричество, и в наших руках оказывается одна из этих светящихся полосочек, просто малюсенькая стеклянная трубочка — в ней белый порошок. Его только два грамма — щепоточка. Но сила этой щепоточки поистине замечательна: она постоянно испускает из себя чудодейственные лучи-частицы, часть которых незаметно превращается в замечательный газ Солнца — гелий».

Что же за вещество находится в пробирках? Это соль радия, одного из радиоактивных металлов, известных человечеству. Оказывается, этой солью лечат тяжелейших раковых больных. Лучи, выделяемые белым порошком в пробирке, могут спасти от гибели ткани организма.

Только через две тысячи лет тепло, излучаемое порошком из пробирки, ослабеет наполовину. Лучи же его мчатся в одних случаях со скоростью света, в других — со скоростью 20 000 км/с.

Прежде чем превратиться в белый порошок, радий проходит долгую историю сначала в недрах Земли, потом на заводах и в промышленных лабораториях.

Нет такого кусочка земли, где бы не было ничтожнейших следов этого металла. В любой породе можно отыскать 0,000000001% этого редкого металла, то есть в 10 000 раз меньше, чем золота или серебра. Ученые подсчитали, что в поверхностном слое земли до десяти километров в глубину содержится около одного миллиона тонн радия.

Радий, рассеянный в земле, недоступен человеку. Но иногда сама природа приходит на помощь: в некоторых местах она накапливает этот металл, правда до известных пределов. Больше чем в сотых долях миллиграмма на сто граммов породы радий никогда не встречается, и наука утверждает, что большее содержание невозможно. Но на самом деле руды гораздо беднее. В одном вагоне руды содержится всего лишь один грамм соли радия. Вот из-за такой-то малости человек и научился перерабатывать тонны и тонны руды.