کرۀ زمین حدوداً دارای صد عنصر، یعنی اجسامی است که با هیچ چیز دیگری ترکیب نشده‌اند. بیشتر از 70% عناصر، فلزات هستند با مثل طلا، مس، قلع و آهن.
فلزات خالص
فلزات خالص در درجۀ حرارت معمولی جامد هستند؛ به استثناء جیوه، یعنی همان فلز نقره‌ای رنگ و سنگین که به صورت مایع است. جیوه و همچنین سایر فلزات، درخشان هستند؛ ولی اگر در مجاورت هوا بمانند، درخشندگی خود را از دست می‌دهند. آلومینیوم، سرب، نقره و بسیاری دیگر از فلزات، سرانجام تیره می‌شوند؛ زیرا عناصری مانند اکسیژن هوا، ترکیب شیمیایی جدیدی در سطح آنها ایجاد می‌کند.
فلزات به استثناء جیوه، محکم هستند. آنها را می‌توان بدون آن که بشکنند خم کرد. فلزات همچنین چکش‌خوار هستند و می‌توان هنگامی که گرم هستند، آنها را نورد کرد و به شکل‌های مختلف از جمله سیم درآورد. فلزات، هادی خوبی برای حرارت و جریان الکتریسیته هستند. اکثر فلزات وقتی به آنها ضربه بزنید صدا می‌دهند.
فلزات در طبیعت
تعداد کمی از فلزات به صورت خالص یافت می‌شوند. و آنها عبارت‌اند از پلاتین، مس، نقره و طلا که اکثراً تکه‌تکه هستند و به آنها تکّۀ قلنبه می‌گویند. ما اکثر فلزات را از ترکیبات کانی که به آن سنگ معدن می‌گویند به دست می‌آوریم. سنگ معدن، ترکیبی از فلز و عناصر دیگر است.
فلزات ترکیبی
اکثر فلزاتی که ما هر روزه می‌بینیم در واقع ترکیبی هستند. این ترکیبات به «آلیاژ» معروف‌اند. یک آلیاژ اغلب به‌طور کلی با فلزاتی که آن را تشکیل داده‌اند، متفاوت است. برای مثال، برنز سخت و محکم است؛ درحالی که از مس و قلع تشکیل‌شده؛ یعنی دو فلزی که هم ضعیف و هم نرم هستند. صدها نوع مختلف آلیاژ وجود دارد و هر ساله تعداد بیشتری ساخته می‌شود.
خواص فلزات
اکثر فلزات، خیلی سخت هستند و در مقابل کشش و خم شدن، مقاومت می‌کنند و گرما و الکتریسیته را به‌خوبی هدایت می‌کنند.
بیشتر فلزات وقتی تازه ساخته شده‌اند، براق هستند.
فلزات چکش خوارند؛ یعنی به‌وسیلۀ چکش می‌توان آنها را به‌صورت ورقه‌های نازک درآورد.
فلزات همچنین انعطاف‌پذیرند؛ یعنی می‌توان آنها را مفتول کرد. و به صورت سیم درآورد.
وقتی به بسیاری از فلزات ضربه زده شود، صدای زنگ‌داری می‌دهند.
آلیاژهای متداول
برنز حاوی مس و قلع است.
سکه‌های نقره‌ای رنگ در واقع از مس و نیکل ساخته می‌شوند.
«دورالومین» آلیاژ مس وآلومینیوم است که در عین سبکی، محکم می‌باشد و در ساختن بدنۀ هواپیما به‌کار می‌رود.
فولاد، ترکیب آهن و‌کربن است. فولادهای ضد زنگ، حاوی کرومیوم می‌باشند، آلیاژی که زنگ نمی‌زند.
| آلومینیوم | سبک و نرم است و از آن، آلیاژهایی محکم می‌سازند که در قوطی‌های نوشابه، بدنۀ هواپیما، کاغذهای آلومینیومی و کابل‌های فشار قوی به کار می‌رود. |
| مس | هادی خوبی برای گرما و الکتریسته است و از آن در کابل سازی و لوله‌های آب استفاده می‌شود. |
| طلا | نرم و بسیار سنگین است، به وسیلۀ چکش به آسانی به صورت ورقه‌های نازک در می‌آید، زنگ نمی‌زند و در ساختن جواهرات و همچنین پوشش‌های صیقلی به‌کار می‌رود. |
| آهن | به‌صورت خالص، نرم است؛ اما وقتی به‌صورت فولاد در می‌آید، بسیار محکم است و در مجاورت هوا یا رطوبت زنگ می‌زند. |
| سرب | نرم و سنگین است و به‌صورت ورقه‌های ضد آب در بام‌ها، کاربرد دارد و سمّی نیز می‌باشد. |
| منیزیوم | با آلومینیوم و رُوی، تشکیل آلیاژی محکم و سبک می‌دهد که در صنعت هواپیما و اتومبیل سازی کاربرد دارد. منیزیوم ِخالص با شعله‌ای سفید و خیره‌کننده می‌سوزد و در آتش‌بازی‌ها، به کار می‌ورد. |
| جیوه | در حرارت معمولی هم به‌صورت مایع است. سنگین و سمّی است و در حشره‌کش‌ها، دماسنج‌ها و نیز در کلیدهای برق استفاده می‌شود. |
| نیکل | برّاق است، به آسانی زنگ نمی‌زند و در ساختن آلیاژهای آهن و فولاد به‌کار می‌رود تا آنها را محکم‌تر و در مقابل زنگ زدن، مقاوم کند. همچنین در ساخت سکه کاربرد دارد. |
| پلاتین | براحتی شکل می‌گیرد و زنگ نمی‌زند. در جواهرات به‌کار می‌رود و نیز به عنوان کاتالیزور در اگزوز اتومبیل‌ها به‌کار می‌رود تا آلودگی هوا را کاهش دهد. |
| نقره | عمدتاً در اشیاء زینتی و عکاسی به‌کار می‌رود و در مجاورت هوا به مرور، تیره و سرانجام سیاه می‌شود. |
| قلع | زنگ نمی‌زند و عمدتاً به‌عنوان پوشش و به منظور جلوگیری از زنگ زدن به‌کار می‌رود و نیز ترکیب آن با سرب به‌عنوان لحیم به کار می‌رود. |
| تنگستن | محکم و سخت است و در فیلامان‌های لامپ‌ها به‌کار می‌رود. همچنین در فولادهای مخصوص که از آنها اره و مته درست می‌کنند، به کار می‌رود. |
| اُورانیوم | فلزی کمیاب و دارای خاصیت رادیو اکتیو می‌باشد که از آن برای تولید انرژی در رآکتورهای هسته‌ای استفاده می‌شود. |
| روی | فلزی کم رنگ است که از آن برای پوشش ورقه‌های فولادی (گالوانیزه) به منظور جلوگیری از زنگ زدن استفاده می‌شود. |
کشف فلزات
اولین اشیای فلزی ساخت بشر، مربوط به 6000 سال قبل از میلاد می‌شود. در آن زمان از طلا و نقره، دست‌بند و زیورآلات می‌ساختند و نیز با استفاده از چکش، از مس، ظروف آشپزی، مانند تاوه و بشقاب می‌ساختند.
در حدود 4000 سال قبل از میلاد، مصریان کشف کردند که چگونه از سنگ مس، مس ذوب شده، به دست آورند و بعدها یاد گرفتند که اگر به مس، قلع اضافه کنند، برنز به‌دست می‌آید که هم محکم‌تر است و هم زنگ نمی‌زند و خوردگی پیدا نمی‌کند و از آن می‌توان، ظروف آشپزی و نیز سَر ِتیر و سَر ِ پیکان ساخت.
عصر برنز از 3500 تا2000 سال قبل از میلاد، به طول انجامید؛ یعنی زمانی که ذوب آهن در آناتولی (ترکیه امروزی) اختراع شد.
دستگاه‌های فلزیاب مدرن
امروزه روش‌های بسیار گوناگونی برای یافتن سنگ فلزات وجود دارد. صخره‌هایی که حاوی فلزات هستند به مراتب بهتر از سایر صخره‌ها، الکتریسیته را هدایت می‌کنند؛ بنابراین از دستگاه‌های برقی می‌توان در این موارد استفاده کرد. دستگاه‌های زلزله‌ای، امواجی را به درون صخره‌ها می‌فرستند و امواج در برخورد با سنگ‌های فلزی، تغییر حالت می‌دهند. این گونه معادن را همچنین به‌وسیلۀ دستگاه‌هایی که برای اندازه‌گیری قوۀ جاذبه ساخته شده‌اند، می‌توان کشف کرد. معادن اورانیوم دارای خاصیت رادیواکتیو هستند که با نصب دستگاهی به‌نام «کنتور گایگر» کشف می‌شوند. همچنین معادن آهن دارای خاصیت مغناطیسی می‌باشند.
تهیّه فلزات
👇دو روش تجاری برای تهیۀ فلزات از سنگ معدن وجود دارد. یکی روش ذوب کردن است که در آن، سنگ فلز را همراه با مقدار زیادی کربن در کوره حرارت می‌دهند و فلز را به صورت مایع خارج کرده و می‌گذارند تا سرد شود. روش دوم «الکترولیز» نامیده می‌شود و در آن، جریان الکتریکی از مخلوط مذاب سنگ معدن یا محلولی از اسید که سنگ معدن در آن حل‌شده، می‌گذرد و جریان الکتریسیته، فلز را از سنگ آن جدا می‌کند.
زنگ
زنگ یک مادۀ شیمیایی است که به آن «اُکسید آهن» می‌گویند. هرگاه آهن یا فولاد در مجاورت هوا یا آب قرارگیرد، پوششی به رنگ قرمز و قهوه‌ای در آن ایجاد می‌شود. زنگ به‌صورت پوسته از آنها جدا شده و سطح زیر آن به صورت فلز تازه، در مجاورت هوا قرار می‌گیرد. به این‌ترتیب، زنگ جدیدی ایجاد می‌شود و سرانجام تمام فلزخورده شده و از بین می‌رود. رینگهای دوچرخه و همچنین قسمت‌های تزئینی اتومبیل معمولاً پوششی از کُرم دارند که زنگ نمی‌زند؛ اما اگر کرم خراشیده شود یا پریدگی پیدا کند، هوا و آب به فلز رسیده؛ زنگ زدگی شروع می‌شود.
محافظت‌از زنگ‌زدگی
سطل‌های فلزی، گالوانیزه هستند و ورقه‌های آهنی موجدار شیروانی، با لایه‌ای از رُوی محافظت می‌شوند.
قوطی‌های کنسرو از ورقه‌های فولادی که به وسیلۀ لایۀ نازکی از قلع پوشیده شده ساخته می‌شوند.
ورق‌های آهن و فولاد با پوششی از نفت، گریس یا رنگ محافظت می‌شوند.
👇این ظرف برنزی متعلّق به عصر مِفرغ است. برنز سخت و محکم است اما به وسیلۀ چکش شکل می‌گیرد و می‌توان طرح‌های پیچیده‌ای روی آن حک کرد.
بخشی از کتاب دانشنامه آکسفورد، علم و تکنولوژی از انتشارات پیام بهاران
صفحه 32-33