ما أغلب العناصر الموجودة على يسار الجدول الدوري
معظم العناصر الموجودة على يسار الجدول الدوري هي
معظم العناصر الموجودة على يسار الجدول الدوري هي
الفلزات .
و
الفلزات
هي مركبات طبيعية من قشرة الأرض وتوجد في شكل مواد معدنية مرتبطة ببعضها البعض ومع العديد من العناصر الأخرى، وموجودة أيضاً بشكل طبيعي في الصخور التي تغسلها المياه الجوفية والمياه المسطحة ومعظم الفلزات لامعة وغير عضوية وتستخدم الفلزات في صناعة السيارات والأقمار الصناعية وأدوات الطهي ومعظم الفلزات صلبة ولكن بعضها غير صلب، الصوديوم والبوتاسيوم من المعادن التي يمكن قطعها بالسكين أما الزئبق فهو سائل في درجة حرارة الغرفة بينما الحديد مادة صلبة والفلزات في الكيمياء تعني العناصر التي تنتج أيونات موجبة ولها روابط معدنية ومن أمثلة المعادن الذهب والحديد والألمنيوم.
خصائص الفلزات
- الخصائص الفيزيائية للفلزات.
- الخصائص الكيميائية للفلزات.
الخصائص الفيزيائية للفلزات
:
- جيدة التوصيل للحرارة والكهرباء فالمكواة وأواني الطهي مصنوعة من المعادن وهي موصلات جيدة للحرارة.
- القدرة على التمدد في الأسلاك (الليونة) ولذا تستخدم في صناعة أسلاك الكابلات ولأغراض اللحام.
- المعادن رنانة لأنها تصدر صوتاً عميقاً عند الاصطدام بجسم صلب آخر.
- المعادن لها مظهر لامع ولها مقاومة شد عالية.
- المعادن صلبة وهذا يعني أنه لا يمكن كسرها بسهولة.
الخصائص الكيميائية للفلزات
:
- التفاعل مع الماء فالمعادن شديدة التفاعل مع الماء ولكن ليست كل المعادن فالصوديوم يتفاعل مع الماء والأكسجين وتنتج الحرارة من هذا التفاعل.
- التفاعل مع الأحماض ينتج غاز الهيدروجين عند تفاعل المعادن مع الأحماض ومثال على ذلك الزنك مع حمض الهيدروكلوريك وينتج كلوريد الزنك وغاز الهيدروجين.
- التفاعل مع القواعد لا تتفاعل كل المعادن مع القواعد ولكن عندما تتفاعل تنتج أملاح معدنية وغاز الهيدروجين ومثال على ذلك تفاعل الزنك مع هيدروكسيد الصوديوم وينتج زنك الصوديوم وغاز الهيدروجين.
- التفاعل مع الأكسجين وتنتج أكاسيد المعادن ومثال على ذلك عندما يتم حرق الماغنسيوم في وجود الأكسجين وينتج أكسيد الماغنسيوم وعندما يذوب أكسيد الماغنسيوم في الماء ينتج هيدروكسيد الماغنسيوم.
- المعدن الأكثر تفاعلاً يزيح معدن أقل تفاعلاً عن ملحه وتسمى هذه التفاعلات بتفاعلات الإزاحة ومثال على ذلك الحديد أكثر تفاعلاً عن النحاس ولذا فهو يزيح النحاس عن ملحه.[1][2]
أنواع الفلزات
- المعادن الحديدية وغير الحديدية.
- المعادن الهشة.
- المعادن الحرارية.
- المعادن البيضاء.
- المعادن الثقيلة والخفيفة.
- المعادن القاعدية.
- معادن الصمامات.
المعادن الحديدية وغير الحديدية
: لكل من المعادن الحديدية وغير الحديدية خصائصه المميزة فالحديد النقي قليل الاستخدام لأنه ناعم للغاية فعندما يبرد الحديد ويتحول من سائل إلى صلب فإن معظم الذرات الموجودة تتجمع في طبقات منظمة مما يخلق مناطق ضعف، فعندما يتم وضع قطعة من الحديد تحت ضغط تنزلق طبقات الذرات في هذه المناطق فوق بعضها البعض ويتشوه المعدن وهذا يفسر ليونة الحديد ولكن بإضافة الكربون إلى الحديد ينتج مجموعة من السبائك بخصائص مختلفة تسمى بالفولاذ الكربوني والمقصود بالسبيكة هي مزيج من عنصريين كيميائيين أو أكثر والعنصر الأساسي يكون عبارة عن معدن ومن السبائك أيضاً سبائك الصلب والحديد الزهر والحديد المطاوع وتتميز هذه السبائك بالقوة والمتانة وتستخدم المعادن الحديدية في صناعة السيارات وحاويات الشحن والأنابيب الصناعية وخطوط السكك الحديدية والعديد من الأدوات التجارية والمنزلية وتحتوي المعادن الحديدية على نسبة كبيرة من الكربون مما يجعلها عرضة للصدأ عند تعرضها للرطوبة ولكن هناك استثناءات لهذه القاعدة فالحديد المطاوع مقاوم للصدأ بسبب نقاوته والفولاذ محمي من الصدأ بوجود الكروم ومعظم المعادن الحديدية مغناطيسية مما يجعلها مفيدة للتطبيقات الكهربائية والحركية، ويعتبر الحديد العنصر السادس الأكثر استخداماً في العالم ويمثل 5% من قشرة الأرض والحديد الغير مخلوط عنصر غير مستقر ويتفاعل بسهولة مع الأكسجين في الهواء وينتج أكسيد الحديد ولجعله أكثر استقراراً يتم خلطه مع عناصر أخرى ويستخدم الحديد في صناعة أواني الطهي لأن سطحه مسامي مع الزيت المغلي فيمنع الالتصاق ويستخدم في صناعة مواقد الخشب لأنه معدن ثقيل وقليل الاهتزازات ، أما المعادن الغير حديدية تشمل الألومنيوم والنحاس والزنك والرصاص وكذلك المعادن الثمينة مثل الفضة والذهب ومن مميزاتها الرئيسية عن المعادن الحديدية أنها قابلة للطرق ولا تحتوي على حديد لذا فهي مقاومة للصدأ والتآكل ولذا فهي تستخدم في صناعة أنانبيب السوائل والمزاريب والأسقف وغير مغناطيسية ولذا تستخدم في التطبيقات الالكترونية والسلكية.
المعادن الهشة
: في حين أن جميع المعادن قابلة للطرق إلا أن الكروم والمنجنيز والزرنيخ إذا تم إدخالهما كمعدنين يكونان هشين.
المعادن الحرارية
: في علم المعادن والهندسة يعتبر المعدن المقاوم للصهر معدناً مقاوم للحرارة والتآكل حيث أن لديهم نقطة انصهار أعلى من 2000 درجة مئوية وصلابة عالية في درجة حرارة الغرفة.
المعادن البيضاء
: وهي أي مجموعة من المعادن ذات اللون الأبيض أو سبائكها ذات اللون الأبيض وتتميز بأنها ذات نقاط انصهار منخفضة نسبياً وتشمل هذه المعادن الزنك والكادميوم والقصدير والرصاص وبعضها شديد السمية.
المعادن الثقيلة والخفيفة
: المعادن الثقيلة هي المعادن الكثيفة نسبياً ولها اتسخدامات خاصة حيث أنها تكون سامة بشكل ملحوظ وباقي المعادن الأخرى معادن خفيفة.
المعادن القاعدية
: وهي المعادن التي تتأكسد وتتآكل بسهولة حيث تتفاعل هذه المعادن مع حمض الهيدروكلوريك المخفف وينتج كلوريد الفلز والهيدروجين ومن أمثلتها الحديد والنيكل والرصاص والزنك والنحاس لأنه يتأكسد بسهولة على الرغم من أنه لا يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك المخفف.
معادن الصمامات
: في الكيمياء الكهربائية معدن الصمام هو المعدن الذي يمر تياره في اتجاه واحد فقط.[3]
الجدول الدوري
يعتبر الجدول الدوري رمزاً للكيمياء فهو يحتوي على جميع العناصر الموجودة في العالم في صورة جدول يمكن قراءته بسهولة وظهرت فكرة العناصر لأول مرة في عام 300 قبل الميلاد حيث تصور الفيلسوف أرسطو أن كل شئ على الأرض يتكون من عناصر وعلى الرغم أنه كان من السهولة قديماً استخراج عناصر مثل الذهب والفضة ولكن العناصر التي اختارها أرسطو هي الماء والنار والهواء والأرض، وفي عام 1649 اتخذت فكرة العناصر خطوة كبيرة عندما اكتشف هيني عنصر الفوسفور وفي عام 1869 تم اكتشاف 63 عنصراً وبدأ بعض العلماء في وضع جدول وكان العالم الكيميائي مندليف أول من نشر نسخة حديثة من الجدول الدوري وقام بترتيب العناصر حسب الأوزان الذرية وعندما تم ترتيب العناصر حسب أوزانها الذرية أظهرت العناصر خصائص كيميائية متشابهة وكان جدول مندليف جيداً لدرجة أنه كان قادراً على التنبؤ بالعناصر التي لم تكن معروفة له في ذلك الوقت ومن هذه العناصر السكانديوم والجرمانيوم، ولكن نظراً إلى أنه لم يتم اكتشاف جميع العناصر في وقت نشر مدليف فقد استبعد عناصر مهمة مثل الغازات النبيلة والذي أضاف العناصر النبيلة العالم رامزي واكتشف هنري طريقة لايجاد العدد الذري للعنصر كمياً فقام بتغيير جدول مندليف وترتيبه حسب العدد الذري، ويختلف الجدول الدوري الحديث عن الإصدار الأصلي لمندليف حيث يحتوي على أكثر من 40 عنصراً إضافياً وبالتالي زاد طول الصفوف ويعود هذا الترتيب حسب التركيب الكيميائي للذرات ويتكون من سبع صفوف أفقية مع اللانثانوم واللوتيتيوم والأكتينيوم واللورنسيوم الموجودة بشكل منفصل، أولاً صف الهيدروجين الذي يتكون من عنصري الهيدروجين والهيليوم ثم صف يتكون من ثمانية عناصر منها الليثيوم والنيون ثم صف من 18 عنصراً ثم صف يتكون من 32 عنصراً ثم العناصر الثمانية عشر الباقية والتي تتشابه إلى حد كبير في خصائصها.[4][5]