anvaee felezat

از کاربران گرامی درخواست میشود که هرگونه مطلبی که در مورد فلزلت _فولاد_و ..... دارند را در این بخش ارائه دهند

فولادهای زنگ نزن:

دلیل اصلی وجود فولادهای زنگ نزن مقاومت بالای آنها در برابر خوردگی است . کرم عنصر آلیاژی اصلی است و فولاد بایستی حداقل 11 درصد کرم داشته باشد . کرم عنصر فعالی است ولی خود و آلیاژهایش غیر فعال شده و در بسیاری از محیط ها مقاومت عالی از نظر خوردگی نشان می دهند. فولادهای زنگ نزن دارای انواع مختلف می باشند و مقاومت خوردگی خواص مکانیکی و قیمت آنها در طیف وسیعی تغییر می کند. به همین دلیل تعیین دقیق فولاد زنگ نزن برای یک کاربرد مورد نظر ضروری می باشد.
گروهI:

فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی نام دارند زیرا آنها را می توان مثل فولادهای ساده کربنی بوسیله عملیات حرارتی سخت نمود. با افزایش سختی و استحکام انعطاف پذیری فولاد کم می شود. مقاومت خوردگی این گروه معمولا کمتر از گروه II وIII بوده و در حالت سخت شده معمولا بیشتر از حالت آنیل یا نرم شده آنها می باشد. این فولاد ها درمواقعی که مقاومت خوردگی متوسط بهمراه استحکام یا سختی بالا مورد نیاز باشد مورد استفاده قرار می گیرند.
گروه های II :

فولادهای فریتی هستند که بوسیله عملیات حرارتی نمی توان آنها را سخت نمود. این فولادها خارج از حلقه آستنیت قرار دارند و در تمام درجه حرارت ها تا نقطه ذوب بصورت فریت هستند. فولادهای کربنی معمولی بخاطر تغییرات فازی در هنگام سرد شدن قابلیت سخت شدن دارند. آستنیت یا آهن y غیر مغناطیسی بوده و دارای شبکه مکعبی با سطوح مرکز دار می باشد.

خواص فلزی جامداتی:

فلزات و آلیاژها جامداتی کریستالی هستند بدین معنی که اتمهای یک فلز در شبکه های معینی قرار دارند که از تکرار آنها جامد فلزی حاصل می گردد. متداول ترین شبکه های فلزی در شکل زیر مشخص شده است:
هگزاگونال پرداسیته مکعبی مرکز دار

ساختمان شبکه آهن و چدن مکعبی مرکزدار فولاد های زنگ نزن آستنیتی و منشور فشرده می باشد. خواص فلزی و خواص جامدات کریستالی دیگر مثل سرامیک ها و نمک های شیمیایی دیگر فرق دارد. فلزات انعطاف پذیر هستند ( می توان آنها را تغییر شکل پلاستیکی داد) و همچنین هدایت الکتریسته و گرمایی خوبی دارند . این خواص به علت پیوند های غیر جهت دار بین اتمها در فلزات می باشد. هر اتم با حداکثر تعداد اتمی که از نظر هندسی امکان دارد تشکیل پیوند می دهد. بدین ترتیب همان طور که در شکل بالا مشاهده می شود ساختمان های کریستالی فلزات اکثرا ساده و پر دانسیته می باشد. انعطاف پذیری احتمالا مهم ترین خاصیت فلزی است. در اثر اعمال نیرو فلزات معولا قبل از شکست متحمل تغییر شکل پلاستیکی یا دائم می شوند . در کاربرد های مهندسی این خاصیت بسیار با ارزش است . در مرحله ریخته گری وقتی که فلز منجمد می شود اتمها که در حالت مذاب بدون نظم خاصی قرار دارند در شبکه های منظم که ویژگی حالت جامد است قرار می گیرند لکن بدست آوردن نظم حالت جامد در نقاط متعددی در داخل مذاب شروع می گردد و وقتی که این مجموعه های کریستالی یا دانه ها به یکدیگر می رسند در فصل مشترک کریستال ها دچارعدم تطابق می شوند.
فصل مشترک بین دو دانه را مرزدانه می گیرند. چون پایدارترین حالت اتمها وقتی است که در شبکه کریستالی معین خود قرار می گیرند مرزدانه ها نواحی پر از انرژی بوده و از نظر شیمیایی فعالتر می باشند. بدین علت موقعی که سطح یک فلز در معرض یک ماده خورنده قرار می گیرد مرزدانه ها اندکی سریع تر از سطح دانه ها خورده می شوند. همین اختلاف میل ترکیبی شیمیایی بین دانه ها و مرزدانه ها اساس اچ کردن در متالوگرافی است که بدین وسیله دانه های فلزات قابل رویت می شوند.

فولادهای کم آلیاژی:

فولادهای کربنی با یک یا چند عنصر کرم - نیکل - مس - مولیبدن - فسفر - وانادیم - به مقادیر چند درصد یا کمتر ر ا فولاد کم آلیاژ می نامند. مقادیر بالاتر عناصر آلیاژی معمولا برای خواص مکانیکی و سختی پذیری است. از نقطه نظر مقاومت در برابر خوردگی محدوده تا مکانیزم 2 درصد بیشتر مورد توجه است. در این محدوده استحکام فولادها بالاتر از فولادهای ساده کربنی بوده ولی مهمترین خاصیت آنها مقاومت خیلی بهتر در برابر خوردگی اتمسفری است . گاهی اوقات در محیط های آبی نیز این فولادها دارای مزایایی می باشند.
فولادهای با استحکام خیلی بالا مورد توجه صنایع هوایی می باشند. در این مورد نسبت استحکام به وزن فاکتور تعیین کننده بوده و خوردگی دارای اهمیت کمتری است.

فولادهای کربنی:

سختی و استحکام فولادها عمدتا تابع مقدار کربنی و عملیات حرارتی آنها است. محدوده خواص مکانیکی فولادهای ساده کربنی به صورت زیراست :
استحکام کششی از 40 تا 200 هزار پوند بر اینچ مربع سختی از 100 تا 500 برینل انعطاف پذیری 5 تا 50 در صد .
آهن های شمش و آهن آرمکو آهن های خالص تجاری هستند. این آهن خیلی ضعیف بوده و موقعی که استحکام فاکتور مهمی نباشد استفاده می شوند.
آهن نوردی مخلوط مکانیکی سرباره و فولاد کم کربن است. ادعاهای زیادی مبنی بر مقاومت خوردگی این فلز وجود دارد لکن برای توجیه هزینه بالاتر آن نسبت به فولاد معمولی در هر مورد بایستی به دقت مطالعه می شود.
زنگ لغتی است که برای آلیاژ های آهنی بکار برده می شود. زنگ اکسیدهای آهن تشکیل شده و معمولا اکسید فریک هیدراته است. موقعی که دریک آگهی تجاری ادعا می شود که یک آلیاژ غیر آهنی زنگ نمی زند ادعای درستی است لکن بدان معنی نیست که آن فلز خورده نخواهد شد.

فلزات نجیب:

این فلزات دارای پتانسیلهای مثبت بالای نسبت به الکترود هیدروژن ،مقاومت خوردگی عالی، مقاومت اکسیداسیون، و قیمت بالا هستند. بخاطر قیمت بالا به آنها فلزات قیمتی می گویند.در اکثر موارد تشکیل پوسته های محافظ (غیر فعال شدن ) لازم نیست. فلزات نجیب عبارتند از : طلا ، نقره، پلاتین، و پنج فلز دیگر گروه پلاتین، اسمیم ، پالادیم، رودیم، روتنیم. طلا نقره و پلاتین در اکثر شکل های تجارتی وجود دارند و بطور وسیعی در صنایع بکار می روند. فلزات نجیب دیگر عمدتا به عنوان عنصر آلیاژی بکار برده می شود. مثلا سیم ترموکوپل پلاتین- رودیم . با استفاده از فلزات نجیب در جواهر سازی آشنایی کامل داریم . علیرغم قیمت بالای آنها ، فلزات نجیب در بسیاری از کاربردهای خوردگی اقتصادی ترین راه حل هستند . قیمت قراضه بالا یکی از معایب این فلزات است. برای صرفه جویی در هزینه استفاده از فلز زمینه ارزان قیمت با استحکام کافی و روکش یا پوشش دادن آن با فلزات قیمتی متداول است.
طلا: طلا یکی از قدیمیترین فلزاتی است که بوسیله بشر مورد استفاده قرار گرفته زیرا به حالت خالص در طبیعت یافت می شود . اولین موارد استفاده آن برای زیور آلات وسکه سازی بوده، و امروزه نیز مصرف عمده آن در ساخت زیور آلات است. در این موارد طلا با مس آلیاژ می شود زیرا طلا ی خالص خیلی نرم است. سکه های طلا خیلی کم مورد استفاده قرار می گیرند. یک عیار برابر است با 24/1 ، بنابراین طلای خالص 24 عیار است.
طلای 12 عیار دارای 50 در صد طلاست. به علاوه ، طلا و آلیاژهای آن برای روکش دندان ، کنتاکت های برقی ، آبکاری لوازم تزئینی ، تجهیزات کارخانجات شیمیایی (مثل کندانسوزها و دستگاه تقطیر) ، مدار های چاپی ، میله یا ورقه های مورد استفاده در جراحی و اجزاء مصنوعی در بدن بکار می روند. چنانچه قبل از آبکاری با کادمیم یک لایه نازک طلا بکار برده می شود از تردی هیدروژنی فولادهای با استحکام بالا جلوگیری می شود.

felezat ghalyaei khaki

عناصر گروه دوم جدول تناوبی که به فلزات قلیایی خاکی معروفند در لایه ظرفیت الکترونی ، دارای آرایش nS2 هستند. آخرین عنصر این گروه یعنی رادیوم ، رادیواکتیو است. این فلزات سطحی درخشان و رنگ نقره‌ای سفید دارند. دارای واکنش‌پذیری بالایی هستند. اما واکنش‌پذیری این گروه به اندازه فلزات قلیایی (گروه I) نیست.

استخراج
فلزات قلیایی خاکی در پوسته زمین یافت می‌شوند. اما نه بصورت فلز آزاد بلکه بعلت فعالیت بالا بصورت ترکیب در کانی‌ها و سنگهای مختلف. کلسیم ، پنجمین عنصر فراوان در پوسته زمین و منیزیم هشتمین عنصر فراوان در پوسته زمین است. کانی‌های مهم منیزیم عبارتند از: کارنیت ، منیزیت و دولومیت. منیزیم از آب دریا هم استخراج می‌شود. با افزودن هیدروکسید کلسیم به آب دریا هیدروکسید منیزیم کم محلول بصورت رسوب ته‌نشین می‌شود. این رسوب بعد از تبدیل به کلرید منیزیم در سلول الکتروشیمیایی داونز الکترولیز می‌شود تا منیزیم فلزی بدست آید. منابع عمده کلسیم ، کالک ، سنگ آهک ، ژیپس ( سنگ گچ ) بی‌آب است.
خواص فیزیکی
این فلزات سخت‌تر و چگال‌تر از فلزات گروه اول هستند. دمای ذوب بالایی دارند. این خواص آنها تا حد زیادی ناشی از وجود دو الکترون در لایه ظرفیت است که پیوندهای قوی‌تری از فلزات گروه I ایجاد می‌کنند. منیزیم ، کلسیم ، استرانسشیم و باریم از این گروه در اثر حرارت در شعله ایجاد رنگ می‌کنند.

• منیزیم: سفید درخشان
• کلسیم: قرمز آجری
• استرانسیم: قرمز خونی
• باریم: سبز
شعاع اتمی و یونی بطور یکنواخت از بالا به پایین افزایش می‌یابد. شعاع یونی خیلی کوچکتر از شعاع اتمی است و این بعلت وجود دو الکترون در لایه S است که با از دست دادن آنها و ایجاد کاتیون M+2 بار مؤثر هسته بر الکترون‌های تراز کامل بیشتر شده و این باعث کاهش اندازه یون می‌شود.

خواص شیمیایی
از بالا به پایین این فلزات ، الکتروپزیتیوتر می‌شوند. واکنش با اکسیژن و کلر شدید است. تمام فلزات بجز بریلیم در دمای اتاق در معرض هوا اکسید شده و رنگشان تیره می‌شود. بریلیم بعلت واکنش‌پذیری بالا در زیر نفت نگهداری می‌شود. همه فلزات این گروه بجز بریلیم آب و اسیدهای ضعیف را به هیدروژن کاهش می‌دهند.
منیزیم بکندی با آب واکنش می‌دهد مگر اینکه آب داغ باشد. ولی کلسیم بشدت در دمای اتاق با آب واکنش داده و سوسپانسیون ابری سفیدی از هیدروکسید کلسیم تولید می‌کند. کلسیم ، استرانسیم و باریم در اثر حرارت با هیدروژن ترکیب شده و آنرا به فرم هیدرید احیاء می‌کند.
فلزات این گروه در اثر گرم شدن عامل احیاء کننده قوی برای احیاء نیتروژن به فرم نیترید هستند . منیزیم در CO2 سوخته و آنرا به کربن احیاء می‌کند. یعنی آتش منیزیم با CO2 خاموش نمی‌شود.
اکسید
اکسید این فلزات به فرمول عمومی MO بوده و یک اکسید بازی است و از حرارت کربنات یا هیدروکسید این فلزات با آزاد کردن CO2 تولید می‌شود. اکسید این فلزات انرژی شبکه و دمای ذوب بالایی دارند. بجز بریلیم بقیه دارای فرم پراکسید MO2 هم هستند، چون کاتیون Be+2 برای ایجاد پراکسید بسیار کوچک است.

اکسیدهای کلسیم ، استرانسیم ، باریم با آب واکنش داده و هیدرو اکسید تولید می‌کنند. هیدروکسید کلسیم که به آب آهک معروف است، بطور نسبی در آب محلول بوده و یک محلول بازی متوسط می‌دهد که برای شناسایی گاز CO2 بکار می‌رود.
هالید
هالیدهای این گروه از فلزات به فرم هیدراته یافت می‌شوند. بجز کلرید بریلیم ، همگی ترکیب یونی هستند. کلرید کلسیم بی‌آب میل شدیدی به جذب آب دارد و بعنوان خشک کننده استفاده می‌شود.
حالت اکسیداسیون
فلزات قلیایی خاکی در تمام ترکیباتی که تشکیل می‌دهند حالت اکسیداسیون +2 دارند. بجز چند استثنا همه ترکیبات آنها یونی است. این فلزات دو الکترون در لایه آخر دارند که از دست دادن آنها نسبتا آسان است. اما برداشتن الکترون سوم بسیار مشکل است و به انرژی بالایی نیاز دارد، زیرا تحت جاذبه شدید هسته بوده و از لایه هشت تایی کامل برداشته می‌شود. بنابراین کاتیون این فلزات به فرم M+2 است.
اطلاعات صنعتی
از میان فلزات این گروه فقط منیزیم بطور گسترده تولید می‌شود.از این فلز ، بدلیل داشتن شعله سفید و درخشان در ترکیب منومرها ، فشفشه‌ها و گلوله‌های نورانی ردیاب و بمب‌های آتشزا استفاده می‌شود. منیزیم با آلومینیوم آلیاژی با دانسیته پایین و دوام بالا ایجاد می‌کند که در صنایع هواپیماسازی کاربرد دارد. اکسید منیزیم بدلیل دمای ذوب بالا در بدنه کوره‌ها استفاده می‌شود.

خواص فلزات
دید کلی
وقتی فلزی را می‌کوبید، اجسام کروی حرکت کرده ، لایه‌ای از روی لایه دیگر جابه‌جا می‌شود و قطعه فلز مورد نظر به ورقه صاف تبدیل می‌گردد. به ترتیبی که لایه‌های یونی را می‌توان کوبیده ، لایه‌ای را روی لایه دیگر حرکت داد، به همان ترتیب نیز می‌توان لایه‌ها را روی یکدیگر کشیده ، مفتول تهیه نمود. در فلز گرم لایه‌های یونی ، خیلی آزادتر از فلز سرد روی هم می‌لغزند، به همین سبب کار کردن با فلز گرم آسانتر است.

واکنش ویژه فلزات
واکنش ویژه‌ای که قطعه فلز از خود نشان می‌دهد، بستگی زیاد به گرمای فلز و سرعت سرد شدن آن دارد. اگر فولادی را گرم و قرمز کنید و سپس آن را در آب سرد فرو ببرید، فولادی بسیار سخت ، اما ترد و بی‌دوام می‌شود، اما اگر فولاد را گرم و قرمز کرده ، به‌آرامی سرد کنیم، نرم و قابل انحنا می‌شود. اگر فولادی را که سخت و شکننده است، به‌آرامی گرم کنید، بادوام شده ، خاصیت متری می‌یابد، اما حالت سختی خود را نیز حفظ می‌کند.

فلزات مایع
یون‌ها در حالت ویژه ای آرایش نمی‌یابند و دائم به این سو و آن سو حرکت کرده ، ‌به یون‌های طرفین برخورد می‌نمایند، ولی هرگز تماس خود را قطع نمی‌کنند. سرعت متوسط یون‌ها بستگی به حرارت دارد. اگر فلز مایع گرم شود، انرژی اضافی درون فلز موجب می‌گردد یون‌ها سریع حرکت کنند. این کار سبب می‌شود که هر یونی فضای نسبتا بیشتری را اشغال کند و مایع منبسط شود.

وقتی یک فلز مایع سرد شود چه حالتی روی می‌دهد؟
فلز حرارت را به محیط خود منتقل کرده ، یون‌ها آرامتر حرکت می‌کنند. این حالت هنگامی روی می‌دهد که یون‌ها انرژی کافی برای حرکت از جایی به جایی را نداشته باشند، در نتیجه کم و بیش در یک جا مانده ، کمی پس و پیش حرکت می‌کنند و همیشه با یون‌های هم نوع خود احاطه می‌گردند. وقتی این حالت روی دهد، دیگر فلز برای سیال شدن آزاد نبوده، جامد می‌شود.

جیوه ، فلزی استثنائی
جیوه جز در حرارت‌های خیلی سرد زمستان قطب شمال ، جامد نمی‌شود، بنابراین ، به سختی می‌توان آن را با چکش کوبید و به شکل‌های قابل استفاده در آورد. جیوه مانند هر فلز دیگر ، درخشان به نظر نمی‌آید، اما گرما و جریان الکتریکی را به‌خوبی هدایت می‌کند. مایعات نیز در اثر گرما ، مانند جامدات منبسط می‌شوند. وقتی دماسنج پزشکی را در دهان خود می‌گذارید، جیوه درون دماسنج به نسبت حرارت بدن شما ، منبسط شده ، در درون دماسنج حرکت می‌کند. از روی فضایی که جیوه اشغال می‌کند، میزان حرارت بدن شما را تشخیص می‌دهد.

زنگ‌زدگی فلزات
اگر پرچ‌ها و مهره‌ها از فلزات ناخالص باشند و الکترون‌های آهن را به خود جذب کنند، آهن شدیدتر زنگ می‌زند؛ اما وقتی ورقه‌های آهنی با میخ یا پرچ‌های آهنی به هم متصل شوند، در این جا در قابلیت الکترون‌ها اختلافاتی وجود دارد. هوا به آهن زیر پرچ کمتر از سایر نقاط فلز نفود می‌کند. اختلاف در آزادی مجدد الکترون‌ها ، باعث ایجاد جریان کوچکی در آنها می‌شود. در نتیجه آهن سریعتر زنگ می‌زند. سر و نوک میخ ، کمتر ، ولی سریع‌تر از بدنه‌ میخ زنگ می‌زند.

جلوگیری از زنگ‌زدگی فلزات
مهمترین کار استفاده از فلزی است که تحت تاثیر اجسامی که با آنها در تماس است، قرار نگیرد. البته دانشمندان تلاش می‌کنند آلیاژهایی بسازند که در مقابل زنگ زدگی مقاوم باشد. اگر هوا به فلز نرسد، زنگ نمی‌زند. برای اینکه فلز زنگ نزند، می‌توان آن را روغن مالید، رنگ کرد، یا با پلاستیک پوشانید و یا در یک محفظه مهر و موم شده که هوای آن خالی شده و گاز دیگری مانند نیتروژن جانشین آن شده است، نگاه داشت. اما این همه چاره جویی‌ها عمرشان کوتاه است. طریق محافظت فلز از تاثیر هوا ، پوشانیدن آن با فلز دیگری است که اکسیژن یا آب در آن اثر نکند.

زدودن زنگ‌زدگی فلزات
البته بستگی به نوع فلز دارد. اگر نرده آهنی است، حتما زنگ آن را پاک کرده ، آهن تمیز را بار دیگر رنگ می‌زنید. اما اگر فلز زنگ زده ، مجسمه گرانبهایی از برنز است، ممکن است هم فلز به اکسید تبدیل شده ، در طی چند هزار سال مقدار خیلی کمی از مغز مانده باشد. در این موقع می‌توان آن را به پیل الکتریکی خیلی قوی وصل نمود تا الکترون‌ها به داخل رانده شوند و یون‌ها را دوباره به فلز برمی‌گردانیم تا یون‌های اکسید را از بین ببرند.
کاربردهای جدید فلزات
سنگین‌ترین عناصر شیمیایی با بار هسته‌ای ، همگی (بیش از 90) رادیواکتیودار هستند. هسته‌های اتمی این عناصر ساکن نبوده ، تجزیه می‌شوند. چون تجزیه رادیواکتیو خود به خود صورت می‌گیرد و انرژی هم پس می‌دهد، بنابراین گاهگاهی الکترون‌ها یا سایر ذرات عنصر تجریه شده ، یک نوع هسته اتمی تازه تشکیل می‌شود.


امروزه می‌توان آن انرژی را که در تغییر هسته‌های اتمی تولید می‌شود، جـهت تـهیـه برق کـنترل کـرد. سوخت مرکز نیروگاه هسته‌ای ، اورانیوم ( بار هسته‌ای 92 ) است که اغلب به شکل فلز اورانیوم می‌باشد. هرگاه اورانیوم تجزیه شود، ذرات کوچکی موسوم به نوترون و همچنین انرژی ، بیرون می‌دهد. وقتی نوترون به هسته‌های مرکزی اورانیوم مجاور خود می‌خورد، آن هسته‌ را نیز می‌شکند و به این ترتیب انرژی بیشتری تولید شده ، نوترون‌های زیادتری تولید می‌شوند.


سوخت‌ هسته‌ای در محفظه‌هایی نگاهداری می‌شود. این محفظه‌ها از فلزاتی خاص ساخته شده‌اند و نوترون‌های زیادی را جذب نمی‌کنند. جنس این فلزات باید از نوعی باشد که بتوان آنها را به شکل خیلی نازک در آورده ، به‌دقت طرح‌ریزی نموده ، بسیار محکم کرد. بین این محفظه‌ها میله‌هایی فلزی وجود دارد که نوترون‌های بیشتری جذب می‌کنند. برای کنترل تعداد نوترون‌های آزاد شده ، می‌توان میله‌ها را به طرف داخل یا خارج حرکت داد. تمامی راکتورهای هسته‌ای را در محفظه فولادی به ضخامت چند اینچ قرار می‌دهند.

در برخی راکتورها از سدیم مایع به‌عنوان مایع خنک کننده استفاده می‌شود. مهمترین عامل درباره فلزی که در راکتور هسته‌ای استعمال می‌شود، دانستن رفتارهای هسته مرکزی آن است. آیا تجزیه می‌شود، نوترون را جذب و یا از خود عبور می‌دهد؟ این نکته نیز ضروری است که فلزات در حرارت‌های بالا مقاومت نموده ، زنگ نزده و ترک بر ندارد.
فلزات در عصر فضا
فلزاتی که برای سفینه‌های فضایی بکار می‌روند، باید خیلی قوی و سبک باشند. باید از درجات خیلی کم و در درجه حرارت خیلی زیاد و تغییرات سریع درجات ، استقامت کنند و نباید با دورهای سوخت سوزان یا با سوخت خود فرسودگی پیدا کنند و اگر در معرض اشعه کیهانی یا نور قوی ماورای بنفش قرار گیرند، نباید از مقاومت آنها کاسته شود. در کاربرد هر نوع آلیاژ کامنیوم در فضا ، باید دقت شود. فلز دیگری مانند تنگستن در مسافرت‌های فضایی استفاده می‌شود، زیرا در حرارت‌های خیلی بالا ذوب می‌شود.

felezat ghalyaei
عناصر گروه اول جدول تناوبی که به فلزات قلیایی معروفند، در لایه ظرفیت الکترونی دارای آرایش هستند که n ، شماره دوره آنها است. آخرین عنصر به نام فرانسیم ، رادیواکتیو است که در اینجا مورد بحث قرار نمی‌گیرد. این عناصر ، فلزات نقره‌فام رنگی هستند. آنها بسیار نرم بوده و به آسانی با چاقو بریده می‌شوند. سطح درخشان آنها در معرض هوا به علت اکسیداسیون کدر می‌شود.
این عناصر بشدت واکنش‌ پذیر هستند. واکنش ‌پذیری آنها از بالا به پایین گروه یعنی از Li به Cs افزایش می‌یابد و از این لحاظ شبیه عناصر سایر گروهها هستند.

منابع فلزات قلیایی
این فلزات بدلیل واکنش‌پذیری زیاد بطور آزاد در طبیعت یافت نمی‌شوند و معمولا بصورت ترکیب با سایر عناصر هستند. منبع اصلی سدیم ، هالیت یا Nacl است که بصورت محلول در آب دریا یا بصورت رسوب در بستر دریا یافت می‌شود. پتاسیم بصورت فراوان در اکثر معادن بصورت کانی سیلویت (Kcl) یافت می‌شود و همچنین از آب دریا هم استخراج می‌گردد.
فلزات قلیایی بسیار واکنش‌پذیر هستند و آنها را نمی‌توان با جانشین کردن سایر فلزات بصورت آزاد تهیه کرد. فلزات قلیایی بصورت فلز آزاد را می‌توان از الکترولیز نمکهای مذاب آنها تهیه کرد.
خواص فیزیکی
فلزات قلیایی از چند جهت با بقیه فلزات تفاوت دارند. آنها نرم بوده و دارای نقطه ذوب و نقطه جوش پایین هستند. دانسیته پایینی دارند، بطوریکه دانسیته K و Na و Li از دانسیته آب پایین‌تر است. آنتالپی استاندارد ذوب و تبخیر کمتری دارند. به علت داشتن فقط یک الکترون در لایه ظرفیت معمولا پیوندهای فلزی ضعیفی ایجاد می‌کنند. این فلزات وقتی در معرض شعله قرار می‌گیرند، رنگ آن را تغییر می‌دهند. وقتی عنصری در مقابل شعله قرار می‌گیرد، حرارت شعله انرژی کافی برای برانگیختن الکترون لایه ظرفیت را به لایه‌های بالاتر فراهم می‌کند.
الکترون در بازگشت به حالت پایه انرژی منتشر می‌کند و این انرژی دارای طول موج منطقه مرئی است که باعث می‌شود رنگ ایجاد شده در شعله دیده شود. شعاع یونی در فلزات قلیایی خاکی در مقایسه با شعاع اتمی آنها خیلی کوچکتر است. چون اتم یک الکترون در لایه S خود دارد که عدد کوانتومی آن با عدد کوانتومی لایه داخلی متفاوت است. بنابراین این لایه نسبتا دور از هسته است.
وقتی اتم این الکترون را از دست داده و به یون تبدیل می‌شود، الکترونهای باقیمانده در تراز نزدیک نسبت به هسته قرار دارند. بعلاوه افزایش بار مؤثر هسته آنها را بیشتر بطرف هسته جذب می‌کند. بنابراین اندازه یون کاهش می‌یابد.
خواص شیمیایی
فلزات قلیایی عامل کاهنده قوی هستند. پتانسیل الکترود منفی آنها نشانگر میل شدید آنها برای از دست دادن الکترون در تبدیل به کاتیون در محلول است. آنها می‌توانند اکسیژن ، کلر ، آمونیاک و هیدروژن را احیا کنند. در اثر واکنش با اکسیژن هوا اکسید شده و تیره می‌شوند. بنابراین در زیر نفت نگهداری می‌شوند. بعلت واکنش با آب و تولید هیدروژن و هیدروکسید قلیایی نمی‌توان آنها را زیر آب نگهداری کرد.

واکنش با آب
از بالا به پایین ، به شدت واکنش با آب افزوده می‌شود. لیتیم به آرامی با آب واکنش داده و حبابهای هیدروژن آزاد می‌کند. سدیم بشدت و همراه با مشتعل شدن با آب واکنش نشان داده و با شعله نارنجی می‌سوزد. پتاسیم در اثر برخورد با آب به شدت مشتعل شده و با شعله بنفش می‌سوزد. سزیم در آب ته‌ نشین شده و به سرعت تولید هیدروژن می‌کند. آزاد کردن هیدروژن همراه با ایجاد امواج ضربه‌ای شدید است که می‌تواند باعث شکستن محفظه شیشه‌ای شود.
Na در آمونیاک حل شده و ایجاد محلول آبی تیره می‌کند که بعنوان عامل کاهنده در واکنشها استفاده می‌شود. در غلظتهای بالا رنگ محلول برنزی شده و جریان الکتریکی را همانند فلز هدایت می‌کند.
چند مورد غیر عادی در شیمی Li دیده می‌شود. کوچک بودن اندازه کاتیون Li در نشان دادن خاصیت کووالانسی در برخی ترکیبات و ایجاد پیوند دیاگونالی با منیزیم از آن جمله است.
اکسیدها
فلزات قلیایی در اثر واکنش با اکسیژن هوا ترکیب جامد یونی به فرمول تولید می‌کنند. هر چند که Na غیر از این ، ترکیب پروکسید ( ) بعنوان فراورده عمده و پتاسیم هم سوپر اکسید ( ) را بطور عمده تولید می‌کند.
هیدروکسیدها
هیدروکسید فلزات قلیایی ، جامدات یونی به فرم کریستالی در رنگ سفید و فرمول MOH است. قابل حل در آب هستند و همه بجز LiOH آبدار می‌شوند. محلول آبی آنها باز قوی‌ است. اسیدها را خنثی کرده و نمک تولید می‌کنند.
هالیدها
هالیدهای این فلزات ، همه جامد یونی به فرم کریستالی و به رنگ سفید بوده و قابل حل در آب هستند، جز LiF که بعلت داشتن انرژی شبکه بالا که ناشی از جاذبه الکتروستاتیکی بین یون کوچک +Li و -F است.
حالت اکسایش
این فلزات حالت اکسایش ۰ و ۱+ دارند. تمام ترکیبات شناخته شده آنها بر پایه +M است. اولین انرژی یونش آنها پایین است، زیرا الکترون آخرین لایه به خوبی الکترونهای لایه داخلی توسط جاذبه هسته محافظت نمی‌شود، بنابراین آسان تر برداشته می‌شود. انرژی دومین یونش بالا است، زیرا الکترون بعدی از لایه کامل برداشته می‌شود. همچنین بوسیله هسته ، بخوبی‌ جذب می‌شود.
انرژی یونیزاسیون از بالا به پایین با افزایش عدد اتمی و افزایش تعداد لایه‌ها بعلت دور شدن الکترون ظرفیت از هسته کاهش می‌یابد.
اطلاعات صنعتی
هیدروکسید ، کلرید و کربنات سدیم ، از جمله ترکیبات شیمیایی مهم صنعتی هستند. هیدروکسید سدیم از الکترولیز آب شور اشباع شده در پیل با کاتد فولادی و آند تیتانیوم تولید می‌شود. کربنات سدیم با فرآیند سالوی تهیه می‌شود. در این فرآیند کلرید سدیم قابل حل در آب به بی‌کربنات سدیم نامحلول تبدیل شده و بعد از صاف کردن و حرارت دادن به کربنات سدیم تبدیل می‌شود.
به هر حال محصول اصلی در این فرآیند کلرید کلسیم است و فرآیند رسوبگیری و حرارت و تهیه کربنات سدیم به کارخانه بستگی دارد. فرایند سالوی رفته رفته جای خود را به تهیه کربنات سدیم از جداسازی و تلخیص کربنات سدیم موجود به معادن می‌دهد.

litiyom
تاریخچــــــــــــه لیتیم را (واژه یونانی lithos به معنی سنگ) ، "Johann Arfvedson" در سال ۱۸۱۷ کشف کرد. "Arfvedson" این عنصر جدید را هنگامیکه در سوئد مشغول تجزیه و تحلیل بود، با مواد معدنی اسپادومین و لپدولیت دریک کانی پتالیت کشف نمود. "Christian Gmelin" در سال ۱۸۱۸ ، اولین کسی بود که شاهد قرمزرنگ شدن نمک لیتیم در شعله آتش بود. اما هر دوی این افراد ، در جداسازی این عنصر از نمکش ناکام ماندند.
این عنصر را برای اولین بار "W.T. Brande" و "Humphrey Davy" با استفاده از الکترولیز اکسید لیتیم جدا کردند. تولید تجاری فلز لیتیم در سال ۱۹۲۳ بوسیله شرکت آلمانی Metallgesellschaft AG و با استفاده از الکترولیز کلرید لیتیم و کلرید پتاسیم مذاب محقق گشت. ظاهرا" نام لیتیم به این علت انتخاب شد که این عنصر در یک ماده معدنی کشف شد، در حالیکه سایر فلزات قلیایی اولین بار در بافتهای گیاهی دیده شده‌اند. اطلاعات کلی لیتیم ، عنصر شیمیایی است، با نشان Li و عدد اتمی ۳ که در جدول تناوبی به همراه فلزات قلیایی در گروه ۱ قرار دارد. این عنصر در حالت خالص ، فلزی نرم و به رنگ سفید خاکستری می‌باشد که به‌سرعت در معرض آب و هوا اکسید شده ، کدر می‌گردد. لیتیم ، سبک‌ترین عنصر جامد بوده ، عمدتا" در آلیاژهای انتقال حرارت ، در باطری‌ها بکار رفته ، در بعضی از تثبیت‌کننده‌های حالت mood stabilizers مورد استفاده قرار می‌گیرد. خصوصیات قابل توجه لیتیم ، سبکترین فلزات و دارای چگالی به اندازه نصف چگالی آب است. این عنصر همانند همه فلزات قلیایی به‌راحتی در آب واکنش داده ، به سبب فعالیتش هرگز در طبیعت بصورت آزاد یافت نمی‌شود. با این وجود ، هنوز هم واکنش‌پذیری آن از سدیم کمتر است. وقتی لیتیم روی شعله قرار گیرد، رنگ زرشکی جالبی تولید می‌کند، اما اگر به شدت بسوزد، شعله‌هایی سفید درخشان ایجاد می‌کند. هنچنین لیتیم ، عنصری تک‌ظرفیتی است. کاربردهــــــــا لیتیم ، به‌علت گرمای ویژه‌ اش ( بالاتر از تمامی جامدات) در انتقال حرارت مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌علت خاصیت electrochemical ، ماده مهمی در آند باطریها محسوب می‌شود. سایر کاربردها:
• نمکهای لیتیم ، مثل کربنات لیتیم ( Li۲CO۳ ) و سیترات لیتیم ، تثبیت‌کننده‌های حالت هستند که در درمان بیماریهای متضاد نقش دارند. • لیتیم کلرید و لیتیم برمید ، به‌شدت رطوبت را جذب می‌کنند، لذا در خشک کننده‌ها به‌کرات کاربرد دارند. • استارات لیتیم ، یک ماده لیز کننده کلی در دمای بالا و برای تمامی مقاصد به شمار می‌رود. • لیتیم ، عاملی آلیاژ ساز است که در تولید ترکیبات آلی مورد استفاده قرار گرفته ، نیز دارای کاربردهای اتمی می‌باشد. • گاهی اوقات از لیتیم در ساخت شیشه و سرامیک استفاده می‌گردد، مانند شیشه‌های ۲۰۰ اینچی تلســـــکوپ در Mt. Palomat. • در فضاپیماها و زیردریائی ، برای خارج کردن دی‌اکسید کربن ازهوا از هیدروکسید لیتیم استفاده می‌شود. • از آلیاژ این فلز با آلومینیوم ، کادمیم ، مس و منگنز در ساخت قطعات هواپیماهای بلند پرواز استفاده می‌گردد. پیدایـــــــــش لیتیم بسیار پراکنده است، اما به‌علت واکنش‌پذیری زیادی که دارد، در طبیعت بصورت آزاد وجود ندارد و همیشه بصورت ترکیب با یک یا چند عنصر یا ترکیب دیگر دیده می‌شود. این فلز بخش کوچکی از کلیه سنگهای آذرین را تشکیل داده ، نیز در بسیاری از شورابهای طبیعی وجود دارد.

تولید لیتیم از پایان جنگ جهانی دوم به‌شدت افزایش یافت. این فلز در سنگهای آذرین از سایر عناصر جدا می‌شود و از آب چشمه‌های معدنی هم بدست می‌آید. لپدولیت ، اسپادومین ، پتالیت و امبلی گونیت ، مهمترین مواد معدنی حاوی لیتیم هستند. در آمریکا ، لیتیم را از شورابهای واقع در Searles Lake خشکیده در کالیفرنیا ، مناطقی از Nevada و نقاط دیگر بازیافت می‌کنند. این فلز که همانند سدیم ، پتاسیم و سایر اعضاء گروه فلزات قلیایی ، ظاهری سیمگون دارد، با روش الکترولیز از یک مخلوط لیتیم و کلرید پتاسیم گداخته تولید می‌شود. قیمت هر پوند لیتیم در سال ۱۹۹۷ ، ۳۰۰ دلار آمریکا بود. جداسازی آن بصورت زیر است:

ایزوتوپهـــــــــا لیتیم ، بطور طبیعی متشکل از ۲ ایزوتوپ پایدار Li-۷ و Li-۶ است که Li-۷ فراوان‌تر است ( وفور طبیعی ۵/۹۲٪). ۶ رادیوایزوتوپ هم برای آن وجود دارد که پایدارترین آنها ، Li-۸ با نیمه عمر ۸۳۸ هزارم ثانیه و Li-۹ با نیمه عمــــــــــــــــر ۳/۱۷۸ هزارم ثانیه می‌باشد. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، نیمه عمرهایی کمتر از ۸٬۵ هزارم ثانیه داشته یا ناشناخته‌اند.
ایزوتوپهای لیتیم طی یک سری فرآیندهای طبیعی مختلف از جمله تشکیل مواد معدنی ( رسوب شیمیایی) ، متابولیسم ،(جابجائی یونی ،(در برخی از خاکهای معدنی که Li-۶ به Li-۷ ترجیح داده شده است در مکانهای octahedral ، لیتیم جایگزین منیزیم و آهن می‌شود) ، hyperfiltration و دگرگونی صخره‌ها ، بطور اساسی شکسته می‌شوند.
اولین گروه جدول تناوبی عناصر که شامل عناصر Li Na K Rb Cs Fr است.
اکسیدهای این فلزات خاصیت قلیایی دارند.

این عناصر بشدت با آب و هوا واکنش نشان میدهند و به همین علت آنهارا در نفت یا پارافین نگهداری می کنند.این عناصر بترتیب تمایل واکنش پذیری -کمبود الکترون در لایه آخر-واکنش پذیری بیشتری را دارا هستند وبه همین ترتیب نرم تر می شوند.