მეტალები და მათი მნიშვნელობა ისტორიაში

პერიოდული სისტემის 110 ქიმიური ელემენტიდან 94 მეტალია. მეტალები პერიოდულ სისტამაში განლაგებულია ბორი -ასტატის   დიაგონალზე ანუ პერიოდული სისტემის მარცხენა ქვედა მხარეს.     მეტალები  ჩვეულებრივ მყარ მდგომარეობაში არიან, გარდა ვერცხლისწყლისა. მეტალებს ახასიათებთ კარგი სითბო და ელექტროგამტარობა, ჭედადობა და ბზინვარება . ყველა ეს თვისება აიხსნება განსაკუთრებული ქიმიური ბმის არსებობით -მეტალური ბმით. მეტალის კრისტალური  მესერის კვანძებში  განლაგებულია მეტალთა იონები , რომელთა შორიც თავისუფლად მოძრაობენ მეტალის ბოლო შრიდან მოწყვეტილი ელექტრონები.
     92 მეტალიდან ადამიანის სისხლი შეიცავს 14, ისინი აუცილებელია ორგანიზმისთვის, მათი ნაკლებობა ან ზედმეტი რაოდენობა იწვევს სხვადასხვა დაავადებებს.
     მაგ. სიხლის ჰემოგლობინის შედგენილოში  შედის  რკინა. მისი ნაკლებობობა ორგანიზმში იწვევს ანემიას ანუ სისხლის ნაკლებობას. ჰემოგლობინი თავისი აგებულებით შეიძლება შევადაროთ მცენარეების სისხლს ანუ ქლოროფილს, განსხვავება მხოლოდ ის არის , რომ რკინის ნაცვლად ქლოროფილში მაგნიუმია.
      ანემიით დაავადებულებს ურჩევენ რკინით მდარი პროდუქტების მიღებას , მაგ. ძროხის ხორცს, ღვიძლს ,გარგარს, კვერცხის გულს და ა.შ.უნდა აღინიშნოს , რომ ჰემოგლობინის წარმოქმნის პროცესს ხელს უწყობს მანგანუმი ,მას კი შეიცავს თხილი, ნიგოზი, წიწიბურა და ა.შ. ასევე ჩ  ვიტამინი
     კალციუმი შედის ძვლების კბილების შედგენილობაში, მონაწილეობს სისხლის შედიდებაში. კალციუმის ნაკლებობა იწვევს ოსტეოპორეზს ანუ ძვლების დაშლას, კარიესს. კალციუმს დიდი რაოდენობით შეიცავს კომბოსტო.
     ნატრიუმის იონები მონაწილეობს ნერვული იმპულსების გადაცემის პროცესში. ნატრიუმის იონების ნაკლებლობა ორგანიზმში იწვევს კრუნჩხვებს. სწორედ უმარილო დიეტას მიმართავდნენ ერთერთი  ქვეყნის სამუდამო  პატიმრობაში მყოფებისთვის და ისინი საშინელ ტკივილს განიცდიდნენ. ნატრიუმის ჭარბი რაოდენობა იწვევს ჰიპერტონიას ანუ მაღალ წნევას.
  ოქროს დამუშავება დაიწყო ქვის ხანის დასასრულს შუმერში, ბაბილონში, ასურეთში,ინდოეთში და ჩინეთში,მაგრამ პირველად იგი ათვისებული იქნა ეგვიპტეში. მეცნიერთა აზრით ეს მოხდა დაახლოებით 4500 წელს ჩვენს ერამდე.უკვე ძველი ეგვიპტელი ფარაონები ფლობდნენ ოქროს კოლოსალურ რაოდენობას.ასევე ალექსანდრე მაკედონელის მფლობელობაში იყო უზარმაზარი რაოდენობის ოქრო,ხოლო იულიუს ცეზარის დროს რომი ფლობდა დაახლოებით 1500 ტონა ოქროს. ოქროს უდიდესი ქვიშრობები არსებობდა ძველ ეგვიპტეში, თებეს აღმოსავლეთით მდებარე უდაბნოში.ეგვიპტელები ოქროს შემცვლელ ქვიშას რეცხავდნენ და ხის დიდ გობებზე აგროვებდნენ ოქროს უმცირეს ნაწილაკებს, შემდეგ მას ადნობდნენ თიხის ქვაბებში და ჩამოასხამდნენ მოზრდილ ზომებად შემდეგ ქვის ჩაქუჩებით აბრტყელებდნენ თხელ ფურცლებად და მით ახდენდნენ სხვა საგნების მოოქვრას, ან სამკაულების გამოჭედვას.              �
�                             
                              �
� ოქრო
      ოქროს  ადრეულ პერიოდიდანვე მოიპოვებდნენ და ამუშავებდნენ, რადგან ოქრო ბუნებაში თვითნაბადი სახითაც  გვხდება. ოქროსგან ამზადებდნენ  სამკაულებს, ჭურჭელს, მონეტებს და ა. შ.
     ჩვ.წ. აღ. 3000 წლით ადრე ეგვიპტეში,  ინდოეთში,ჩინეთში ცნობილი იყო ოქროს დამუშავების ხელოვნება. ამ ქვეყნებთან ერთად საქართველოც უნდა ავღნიშნოთ, თუნდაც ლეგენდა არგონავტებზე. ფიქრობდნენ , რომ ოქროს საწმისზე დაწერილი  იყო ოქროს მოპოვების საიდუმლო, თუმცა ცხვრის ტყავი სინამდვილეში აკავებდა მდინარის წყლის მიერ ჩამოტანილ ოქროს ქვიშას.
      დღესდღეობთ საქართველოს სახელმწიფო მუზეუმში შემონახულია ოქროს უძველესი  ნაკეთობები  , რომელიც დავათვალიერეთ.
  ოქრო ყვითელი ფერის, საკმაოდ რბილი და პლასტიკური მეტალია მისი გაბრტყელება შეიძლება 0,0002 მმ. სისქეზე, ის ადვილად იღუნება ხალითაც. 1გრ. ოქროს გაწელვა შეიძლება 2კმ-ზე. ასევე თმის სისქეზე  ბევრად უფრო წვრილად. ოქრო არ იხსნება არცერთ მჟავაში მხოლოდ "სამეფო  წყალში", რაც ერთი წილი აზოტმჟავას და  სამი წილი მარილმჟავას ნარევს წარმოადგენს.
        ოქროს მდიდარი საბადოები იყო მცირე აზიაში. აქ ლიდიის ცნობილმა მეფემ ალიანტმა ძვ.წ. \/I საუკუნეში პირველად მოიჭრა ოქროს მონეტები.ასევე ოქროს მოპოვება და დამუშაება სამხრეთ კავკასიაში და მათ შორის უძველესი ქართველი ტომების განსხვავებულ ტერიტორიებზე. ძვ.წ III ათასწლეულის ბოლოს თრიალეთის, ალაზნის და მესხეთის ყორღანულ სამარხებში ნაპოვნი ოქროს ნივთები: გულსაბმელები, ფირფიტები, ყელსაბამები, სამაჯურები, ლომის პატარა ფიგურა. განსაკუთრებით აღსანიშნავია ოქროს თასი, რომელიც შემკულია ძვირფასი ქვებით და ხელოვნების იშვიათი ნიმუშს წარმოადგენს.
                             
                              �
�      ვერცხლი
       ვერცხლი ისევე , როგორც ოქრო ადრეულ პერიოდშივე მოიპოვებოდა  და ამუშაბვბდნენ .ვერცხლისგან მზადდებოდა სამკაულები, ჭურჭელი, მონეტები.
       ნებისმიერი ქიმიური ელემენტის აღწერისას მიღებულია, რომ მივუთითოთ მისი აღმომჩენის ვინაობა და აღმოჩენის ისტორია. სამწუხაროდ ასეთი მონაცემები ვერცხლის შესახაებ არ არსებობს. ვერცხლს იყენაბდნენ ჯერ კიდევ მაშინ, როდესაც მეცნიერები არ არსებობდნენ, ეს ადვილად აიხსნება, რადგან ოქროს მსგავსად ვერცხლიც თვითნაბადი სახით მოიპოვებოდა.
      ასურეთში ვერცხლს "მთვარის ლითონს" უწოდებდნენ და ის ისევე ფასობდა , როგორც, ოქრო- ეგვიპტეში.
      ვერცლისგან არა მარტო სამკაულებს და მონეტებს ამზადებდნენ არამედ სარკესაც. ოქროს და ბრინჯაოს სარკეები არ მზადდებოდა არა ფასის გამო, არამედ ფერის გამო. ვერცხლის ფირფიტები სწორად ასახავდა სახის ფერსა და ნაკვთებს.
     ვერცხლის ბაქტერიოციდული თვისებები  ყველასთვის ცნობილია. 10გრ. ვერცხლი საკმარისია 50 კუბური მეტრი წყლის დეზინფიცირებისათვის. მაგრამ ამასთან უნდა გვახსოვდეს, რომ დიდი რაოდენობა მომწამლავია, თუმცა ეს უფრო მიკროორგანიზმებს ეხება, მაკროორგანიზმებში მიმოცვლის რეაქციები უფრო ნელა მიმდინარეობს, ამიტომ ვერცხლის იონები კლავს მიკროორგანიზმებს , მაგრამ უვნებელია ადამიანისთვის.

                             
                              �
�    კეთილი ჯუჯები  იუტას შტატიდან 
           იუტას შტატი აშშ -ში ერთ დროს საკმაოდ განთქმული იყო სპილენძის მდიდარი საბადოებით. მაგრამ არც ბუნების წყალობა ულევი, დადგა დრო   და მადნის მარაგი სრულიად ამოიწურა. მე -20 საუკუნის დასაწყისში მაღარო წყლით ამოავსეს და მიატოვეს.
           ორიოდე წლის შემდეგ საჭირო გახდა წყლის ამოტუმბვა. წარმოიდგინთ მეწარმეთა  გაკვირვებ, როდესაც ამ თითქოსდა ამოწურულ საბადოში 12 ათასი ტონა სპილენძის მადანი აღმოჩნდა დაგროვილი.
             ნუთუ იქ გრიმების ზღაპრულმა ჯუჯებმა დაიდეს ბინა?!
     ასეთი საკვირველება არა მარტო იუტას შტატში მოხდა, იგივე განმეორდა მქსიკის ერთ-ერთ   მიტოვებულ  მაღაროშიც, სადაც 10 ათასი ტონა სპილენძი დაგროვდა.
    კეთილ ჯუჯებად აქ მოგვევლინენ ბაქტერიები! მათი ერთ-ერთი საკვებ არეს ზოგიერთი მეტალის გოგირდნაერთები წარმოადგენს. სპილენძი კი ბუნებაში ჩვეულებრივად წყალში უხსნადი სულფიდის სახით გვაქვს. სწორედ მას ემტერება ეს ბაქტერიები, სწრაფად ჟანგავენ რა წყალში ხსნად ნაერთამდე. საინტერესოა, რომ აღნიშნული ბაქტერიები ღარიბი გამოფიტული მადნებითაც კმაყოფილდებიან. კვლევით აღმჩნდა, რომ შესაძლებელია შეირჩეს ბაქტერიების ისეთი სახეობა, რომლებიც არა მარტო სპილენძის, არამედ ოქროს, რკინის, ნიკელის, ურანის ამოწვლილვა შეუძლიათ.
         
                             
                              �
�           ბრინჯაო
    პირველი შენადნობი, რომელიც ადამინის მიერ იყო  მიღებული არის ბრინჯაო. ბრინჯაოს განვითარებამ უმაღლეს საფეხურს მიაღწია აღმოსავლეთ ხმელთაშუაზღვისპირეთშ
ი. ბრინჯაოს და ოქროს ნაკეთობების ჭეშმარიტი ხელოვნები იყვნენ ეტრუსკები. მთელ მსოფლიოს წყუროდა მათი ხელიდა გამოსული ნაკეთობებებს დაპატრონებოდნენ. ეტრუსკები წარმოშობით მცირე აზიიდან იყვნენ და ზოგიერთი მეცნიერის აზრით ისინი  ქართველი ერების მონათესავე ხალხი   იყო.
     ჩვ. წ. აღ.მე-3 ათასწლეულში საქართველოს ტერიტორიაზე კარგად იყო განვითარებული ბრინჯაოს მეტალურგია. არქეოლოგიური გათხრების დროს ვხვდებით სადნობი ღუმელების ნაშთებს, ბრინჯაოს საბრძოლო და სამეურნეო იარაღებს. საქართველოში ძირითადად  დარიშხანიანი ბრინჯაოს შენადნობი გვხდება, რადგან საქართველოში არ იყო კალის საბადოები.
        მეტალურგიის ცენტრები დასავლეთ საქართველოს ტერიტორიაზე იყო რიონის ზემო წელზე სოფელ ღებთან. აფხაზეთსა და ჭოროხის ხეობაში იმ დროს ყველაზე უფრო მნიშვნელოვანი ბრინჯაოს იარაღი- კოლხური ცული გავრცელებული იყო შავიზღვისპირეთში ორდუდან ნოვორასიისკამდე.
            ბრინჯაო რკინაზე მტკიცეა და მასზე ამინდის ცვალებადობა არ მოქმედებს. ამ თვისებების გამო ბრინჯაო კარგ მსალად ითვლება ღია ცის ქვეშ მდგარი ქანდქკებებისთვის.
     როდოსის კოლოსის ასაგებად  სხვადასხვა ფორმის ნაწილებისა და  ფურცლების ჩამოსხმა იყო საჭირო.ერთ-ერთი  უძველესი წყაროს თანახმად  როდოსის კოლსი  13 ტონა ბრინჯაოს შეიცავდა. სინადვილეში ბრინჯაო უფრო მეტი უნდა ყოფილიყო. სპილენძის და კალის ნაჭრებს წონიდნენ, რათა ბრინჯაოს ჩამოსასხმელად საჭირო პროპორცია მიეღოთ. ვარაუდობენ , რომ როდოსის კოლოსის აგებისას გამოყენებულ ბრინჯოს  შენადნობში სპილენძის წილი 80 -90 პროცენტს შეადგენდა.
      სპილენძს და კალას ერთმანეთში ურევდნენ და ადნობდნენ.
                       რკინა
    ამ აღმოჩენებით სამხრეთ  კავკასიელებმა და აღმოსავლეთ ანატოლიის მეტალურგებმა შეძლეს გამოეწრთოთ  შრომისა და საბრძოლო იარაღები ადრე უნახავი  სიმტკიცისა და მჭრელი თვისებებისა. ამით მათ გზა  გაუხსნეს კაცობრიობას ბრინჯაოს  ხანიდან- რკინის  ხანისკენ.
    რკინის ხანის დაწყება აღმოსავლეთ ხმელთაშუზღვისპირეთში აღინიშნა სამეურნეო და პოლიტიკური აზროვნების მკვეთრი ცვლილებით. რკინის დამზადების ადგილები მალე გადაიქცა ძალაუფლების მოყვარე მმართველობის და დამპრყობლების სამშობლოდ.
    უძველესი ცნობები ნაწრთობი რკინის შესახებ დაცულია მითანისა და ხეთების მეფეთა წარწერებში. აქვე ჩანს თუ როგორ თხოვს ეგვიპტის უძლეველი ფარაონები გაუგზავნონ "კეთილი რკინა" - ასეა მოხსენებული ნაწრთობი რკინა.
    1927 წ. როდესაც გათხრილი იქნა არქეოლოგების მიერ ცნობილი ფარაონის- ტუტანხამონის აკლდამა მასში აურაცხელ ოქროს სამკაულებსა და ნივთებს შორის ერთადერთი პატარა რკინის ავგაროზი იპოვეს, რასაც ისტორიის თვალსაზრისით უდიდესი მნიშვნელობა აქვს.
    რკინის მეტალურგიის საუკეთესო ოსტატები იყვნენ ხეთები,ურარტუელები და განსაკუთრებით მათ შორის მცხოვრები ქართველი ტომები- ხალიბები. ამიტომაც ძველი  ბერძნები   "კარგ რკინას " - "ხალიბურს" უწოდებდნენ და ამით გამოარჩევდნენ მას სხვ უწრთობელი რკინისგან.
                                   
                            რკინის მადანი
       ადამიანებმა რკინის მადანს ყველაზე ბოლოს მიაგნეს თუმცა მეტეორიტულ რკინას უძველეს დროიდან იცნობდნენ გერმანელი მეცნიერი ”კარლ ბაკსი”  მიუთითებდა, რომ ეგვიპტურ სამარხებში არის გამოჭედილი რკინის ყელსაბამი, რომელიც ჩვენს ერამდე 3800 წელს მიეკუთვნებოდა. რკინის მადნის არსებობა შეუმჩნეველი დარჩა, როგორც პირენეის ასევე სინაის ნახევარკუნძულზე საკმაო რაოდენობის რკინა მადანი იყო. სამაგიეროდ სამხრეთ კავკასიასა და აღმოსავლეთ ანატოლიის მცხოვრებთ არ გამორჩენიათ მხედველობიდან სპილენძის საბადოების ახლოს ზედაპირზე გამოსული ქანები, რომელსაც გადანატეხზე ჰქონდა მქრქალი ლითონური ბზინვარება და მურა ფერი. ეს იყო წითელი ჟანგმიწა 50% მეტალი რკინის შემცველობით. კავკასიელი მეტალურგების ყველა თავდაპირველი მცდელობა ამ მადნის გადნობისა ტიბეთში, როგორც ამას აკეთებდნენ ოქროს, ვერცხლს და სპილენძის შემთხვევაში, წარუმატებელი აღმოჩნდა.
                         მეტლათა შენადნობები
    მეტალთა შენადნობებს უფრო დიდი გამოყენება აქვს ვიდრე მეტალებს. შენადნობები მიიღება ორი ან მეტი გამდნარი მეტალის, აგრეთვე  მეტალებისა და არამეტალების  შერევით.
    შენადნობების თვისებები განსხვავდება მეტალების თვისებებისგან. შენადნობების  დნობის ტემპერატურა ჩვეულებრივ დაბალია, ხოლო სიმტკიცე და სიმაგრე - მაღალი, ვიდრე მასში შემავალ მეტალებს აქვს.
    ფოლადი არის რკინისა და 1,7 პროცენტი ნახსირბადისგან მიღებული შენადნობი, ის ასევე შეიცავს მანგანუმს,სილიციუმს,გ�
��გირდს და ფოსფორს.
   თუჯიც რკინისა და ნახსირბადის 2 პროცენტამდე შენადნობია შეიცავს ,ასევე გოგირდს, ფოსფორს, სილიციუმს. ის მყიფეა ე.ი. დარტყმისას იმსხვრევა.
    ბრინჯაო არის პირველი შენადნობი, რომელიც მიიღო ადამიანმა ის შედგება სპილენძის, კალის, ალიუმინის, ტყვიის, სილიციუმისაგან. საინტერესოა , რომ საქართველოში მიღებული ბრინჯაო შეიცავდა დარიშხანს.

          მეტალთ ა კოროზია
  მეტალები განიცდიან კოროზიას ე.ი. გარემოს მოქმედებით იშლებიან. გამოთვლილია ,რომ რკინის კოროზიისაგან დანაკარგი შეადგენს ყოველწლიური გამოდნობის დაახლოებით 10 პროცენტს.
     კოროზიისგან დაცვის რამდენიმე მეთოდი არსებობს.
   1. კოროზიისადმი უფრო მდგრადი მეტალებით დაფარვა მაგ. თუთიით , კალით , ტყვიით, ნიკელით, ქრომით.
    2. ლაქებით ან საღებავებით დაფარვა
    3. ინჰიბიტორების  ანუ ისეთი ნივთიერებების დამატება , რომლებიც ანელებენ ჟანგვის რეაქციას.

         ტუტე მეტალები
     პერიოდული სისტემის პირველ მთავარ ჯგუფში განლაგებულ მეტალებს ეწოდებათ ტუტე მეტალები, რადგან ისინი წყალში გახსნისას წარმოქმნიან ტუტეებს.ეს მეტალები თეთრი ფერისაა , გარდა  ოქროსფერი ცეზიუმისა .ისინი რბილი მეტალებია ყველაზე მაგარია ლითიუმი, ცეზიუმი ცვილივით რბილია. ტუტე მეტალების გაჭრა პლასმასის დანითაც შეიძლება.
   ტუტე მეტალები საკმაოდ აქტიური მეტალებია ბუნებაში თავისუფალი სახით არ გვხდება, რადგან შედიან რაქციაში ჟანგბადთან , ჰალოგენებთან , გოგირდთან და ა.შ.
    ლითიუმი და ნატრიუმი გამოიყენება ბირთვულ რეაქტორებში.
            გალიუმი
    ვერცხლისწუალს , რომ დნობის დაბალი ტემპერატურა აქვს ყველამ იცის , მაგრამ ის ,რომ მეტალი ლღვებოდეს +30 გრადუსზე და -30 გრადუსზე თხევადი იყოს , ბევრმა არ იცის. ასეთი საკვირველი თვისება ერთ-ერთ იშვიათ მეტალს- გალიუმს აღმოაჩნდა.მართალია 30 გრადუსზე ლღვება და, მაშასადამე, უფრო დაბალ ტემპერატურაზე მყარ მდგომარეობაში უნდა იყოს, მაგრამ ამასთან მას აქვს უნიკალური თვისება- თვეობით დაჰყოს გადაციებულ , თხევად მდგომარეობაში, ზოგჯერ -40 გრადუსზეც. მხოლოდ შენჯღრევისას ან კრისტლის ჩაგდებისას ის გამყარდება. ეს პროცესი სწრაფად მიმდინარეობს და მოცულობა საგრძნობლდ იზრდება.

          მეტალი, რომელმაც რომის იმპერია იმსხვერპლა
   მძიმე ლითონები ოქრო, ვერცხლი და სხვა ოდითგანვე ძვირფასად ითვლებოდა და დიდი პატივისცემით სარგებლობდა. ამ მეტალებისგან დამზადებული სამკაულების ჭურჭლის რაოდენობა მათი მფლობელის სიმდიდრის სიმბოლოდ ითვლებოდა.
    მაგრამ უბედურება ის არის , რომ ბოლო დროის გამოკვლევებმა გვიჩვენეს, ერთ-ერთი ასეთ ძვირაფასად  მიჩნეული მეტალის ხმარება გამხდარა  მიზეზი  ისეთი ძლიერი სახელმწიფოს დაკნინებისა და დაცემისა, როგორიც რომის იმპერია იყო.
  რომელი ლითონი შეიძლებოდა ყოფილიყო ასეთი ვერაგი?!
   ოქროსა და ვერცხლის გარდა ძველად რომის იმპერიაში ძვირფასად ითვლებოდა აგრეთვე სხვა მძიმე მეტალებიც, მათ შორის ტყვია. მისგან ამზადებდნენ სასმისებს და ჭურჭელს. მაგრამ ტყვია ხომ მომწამვლელია. განსაკთრებით საშიშია ნერვული სისტემისთვის, ქსოვილებისთვის, სისხლისთვის. სწორედ ეს მდგომარეობა გამოდგა საბედისწერო რომაელთათვის. განსაკუთრებით იწამლებოდნენ მდიდარი პატრიციები, რომლებიც უფრო მეტად ხმარობდნენ ამ "ძვირფასი ლითონის ჭურჭელს". მათი ორგანიზმი იმდენად უძლურდებოდა, რომ 20-25  წლის ჭაბუკი თავს გრძნობდა ღრმა მოხუცად. განსაკუთრებით მოქმედებდა  ქალებზე იწვევდა უშვილობას.