الخصائص المادية للمعادن

هذا المسمار صلب... لكن يمكن أيضا أن ينثني... بدون أن ينكسر. هذه الخاصية - القابلية لتغير الشكل بدون الانكسار، تسمى بالمرونة. هناك الكثير من المواد التي يمكنها الانثناء بدون أن تنكسر. مثل المطاط ومعظم أنواع البلاستيك. لكن لا يتطلب المطاط أو البلاستيك إلا قدرا قليلا من القوة لتغيير شكله. إنها مواد لدنة. بينما يمكن لمواد أخرى مثل الزجاج أو الإسمنت تحمل قوات كبيرة بدون أن تلين. إنها صلبة، تماما كالمسمار. عندما تزيد القوة كثيرا، فإن هذه المواد لا تنثني، وإنما تنكسر. هذه المواد قاسية، لكنها هشة. في معظم الحالات، كلما زادت صلابة المادة، كلما زادت هشاشتها، وكلما زادت مرونة المادة، كلما زادت لدانتها. لكن لصنع المسمار، فإننا نحتاج لمادة صلبة ومرنة . نحتاج لمعدن. يُصنع المسمار من معدن الحديد. الحديد عنصر. هذا يعني أنه في الحديد النقي، لا توجد إلا ذرات من نوع واحد - ذرات الحديد. يوجد حوالي 60 نوعا مختلفا من المعادن في الأرض. إنها تشكل معا ربع وزن القشرة الأرضية. بعض المعادن توجد بغزارة، مثل الألومنيوم والحديد. بينما بعضها نادر، مثل الذهب. إننا نعرف 30 عنصرا معدنيا آخر، لكنها لا توجد بشكل طبيعي في الأرض. يمكن فقط تكوينها صناعيا، في تفاعلات نووية. تختلف خصائص المعادن عن بعضها. بعضها خفيفة، وبعضها ثقيلة. بعضها يمكن تسخينها لآلاف الدرجات بدون أن تذوب، بينما أحدها سائل في درجة حرارة الغرفة. يمكن أن تختلف الصلابة كثرا بين المعادن كذلك. هناك معادن لدنة لدرجة أنها يمكن قطعها بسكين المطبخ. القليل من المعادن هش. لكن معظم المعادن صلبة ولدنة في نفس الوقت. يمكننا أيضا تغيير خصائص المعادن من خلال دمجها مع بعضها، أو مع مواد أخرى. تسمى الخلائط الناتجة بالسبائك. في هذه السبيكة، مزجنا معدنين لدنين لتكوين سبيكة صلبة. لذا فالسبائك يمكن أن تكون لها خصائص مختلفة عن العناصر المكونة لها، ويمكن أن يصبح المعدن أكثر لدانة أحيانا، رغم سبكه مع مادة هشة. لذلك فالمعادن مجموعة مواد متنوعة الاستخدامات. عندما نريد صنع شيء من المعدن، فيمكننا استخدام معدن نقي - أو سبيكة - لها الخصائص المطلوبة تحديدا، وليس علينا الاختيار بين معدن صلب أو معدن لدن، لأن المعادن يمكن أن تكون صلبة ولدنة في نفس الوقت.