ما خصائص الفلزات

الفلزات

يمكن تعريف الفلزات بأنها العناصر الكيميائية التي تفقد إلكترونات وتُكوّن أيونات موجبة وروابط فلزية قوية بين الذرات الكيميائية تُسمى بالروابط المعدنية، وتوجد الفلزات في ثلاث مجموعات في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية، كما يمكن تسمية الفلزات بالمعادن كما هو متعارف عليه، ومن الفلزات المشهورة التداول بين الناس الذهب والألومنيوم والنحاس والفضة والحديد والرصاص والزنك والتيتانيوم واليورانيوم، وتتميز هذه العناصر بخصائص متشابهة تجعلها من ضمن نفس قائمة الفلزات، وسيتم في هذا المقال الإجابة عن سؤال: "ما خصائص الفلزات؟" بشيء من التفصيل.^[١]

موقع الفلزات في الجدول الدوري

قبل البدء بالإجابة عن سؤال: "ما خصائص الفلزات؟" لا بد من معرفة مواقع الفلزات في الجدول الدوري؛ إذ توجد الفلزات بكثرة في الجدول الدوري، حيث إن غالبية العناصر الكيميائية هي فلزات أو معادن، وتوجد الفلزات بالتحديد في الجانب الأيسر للجدول الدوري كما توجد في وسطه أيضًا، وتُسمى المجموعة الأولى AI والمجموعة الثانية AII -أو كما تسمّى بالفلزات القلوية- وهي الفلزات الأكثر نشاطًا وتفاعلًا مع العناصر الكيميائية الأخرى، كما أن بعض العناصر الموجودة في وسط الجدول الدوري مع العناصر الانتقالية تُصنّف على أنها فلزات، وهي موجودة في المجموعة IB والمجموعة VIIIB على يمين العناصر الانتقالية، كما يوجد أيضًا فلزات في الصفين الأخيرين أسفل الجدول الدوري وهما اللانثانيدات والأكتينيدات وتُصنّف على أنها معادن أيضًا.^[٢]

تركيب الفلزات

تتركب الفلزات من مواد صلبة بلورية، وفي كثير من الأحيان يكون لديها هيكل بلوري غير معقد وهناك ثلاثة هياكل معروفة للفلزات وهي المكعب المتمحور حول الجسم والمكعب المتمركز حول الوجه والمغلق السداسي، ويتميز بوجود العديد من الذرات المتراصة مع بعضها المميزة بترتيبها بشكل متماثل، والتي يمكن من خلالها بناء الشبكة البلورية بأكملها للفلزات عن طريق التكرار بشكل ثلاثي الأبعاد، وتحتوي الفلزات على ذرات فيها أقل من نصف عدد الإلكترونات الكامل في الغلاف الخارجي، لذلك لا يوجد للفلزات القدرة على تكوين مركبات مع فلزات أخرى، وتميل إلى التفاعل بكل سهولة مع المعادن اللافلزية وفقد الإلكترونات مثل الأكسجين والكبريت وإعطائها كامل الإلكترونات في الغلاف الأخير بحيث تُكمل اللافلزات إلكترونات غلافها الأخير بشكل كامل من الفلزات، وتختلف الفلزات في قدرتها على التفاعل الكيميائي فهناك عناصر أكثر تفاعلية من غيرها مثل الليثيوم والبوتاسيوم مقارنة مع الذهب والفضة والبلاتين القليلة التفاعل مع الذرات الأخرى، بعد معرفة موقع الفلزات في الجدول الدوري وتركيب الفلزات يمكن الإجابة عن سؤال ما خصائص الفلزات الأكثر انتشارًا.^[٣]

ما خصائص الفلزات

تتميز الفلزات بمجموعة من الخصائص التي تجعلها أكثر انتشارًا من غيرها وأكثر استخدامًا في العديد من المجالات اليومية وفي المجالات الهندسية وبناء هياكل السيارات والطائرات أيضًا وفي صناعات أخرى مختلفة، ولكي يتم الإجابة عن سؤال: "ما خصائص الفلزات؟" سيتم ذكر العديد من الخصائص فيما يأتي:^[٢]

• مواد صلبة ولامعة في درجة حرارة الغرفة باستثناء الزئبق يكون سائلًا ولامعًا في الظروف العادية.
• موصلات حرارية ممتازة.
• موصلات كهربائية ذات جودة عالية.
• درجة انصهار عالية ودرجة كثافة عالية أيضًا.
• نصف قطرها الذري كبير.
• الطاقة المؤينة منخفضة.
• القدرة الكهربائية منخفضة، بسبب أن إلكترونات التكافؤ في الغلاف الأخير يمكن إزالتها بسهولة.
• قابلية الطرق.
• القدرة على التشوه ولكن دون أن تنكسر، ويمكن وصفه باستخدام قانون هوك لإستعادة القوى.
• القدرة على التحمل ومقاومة الإجهاد المتكرر، وهي قدرة الفلز على تحمل الضغط دون كسر.
• الليونة والمرونة وهي قدرة الفلز على التشكل حتى يتم وضعه داخل الأسلاك، ويعود السبب إلى أن إلكترونات التكافؤ لها القدرة على الحركة بحرية.
• الانعكاسية العالية للضوء.
• الحرارة العالية التي تُسبب التشوه الدائم أو ما يُسمى باللدونة أو تشوه اللدائن.

الفرق بين الفلزات والسبائك

تكون الفلزات في حالتها النقية وتتكون من عنصر كيميائي واحد فقط، وكل فلز له خصائصه المميزة وكتلته ونقطة الانصهار الخاصة به، وعند مزج اثنين أو أكثر من الفلزات مع بعضها البعض تنتج مجموعة جديدة من المعادن تُسمى السبائك لها خصائص جديدة ومختلفة كليًا عن الفلزات المكونة لها، وما خصائص الفلزات والسبائك وما الفرق بينهما فهي كما يأتي:^[٤]

• التركيب الكيميائي: الفلزات تتكون من ذرة واحدة بينما السبائك تحتوي على أكثر من ذرة لذلك سوف يكون لها أكثر من صيغة كيميائية، مثل الحديد النقي يتكون فقط من ذرات الحديد، وعند إضافة الكربون إلى الحديد يُنتج سبيكة الصلب.
• قابلية التحمل والليونة: وجود الفلز بشكله النقي قد يكون رخوًا وعند إضافة مواد أخرى يصبح أكثر صلابة، مثل الذهب النقي ينحني بسهولة وعند خلطه مع الفضة أو النحاس أو الزنك يصبح أقوى وأصلب.
• التفاعلية: تقوم الفلزات بالتفاعل والتأكسد مع غيرها من العناصر لكن السبائك تكون أقل تفاعلية مع غيرها مما يجعله مقاومًا للصدأ وأكثر ملائمة للاستخدامات اليومية.
• الكتلة: كتلة الفلزات أكبر من كتلة السبائك، هذا ما يجعل السبائك أكثر استخدامًا في صناعة الطائرات وعجلات السيارات حيث إنها أخف وزنًا.
• التبادل الحراري ودرجة الانصهار: تُغير السبائك من درجة انصهار والتبادل الحراري للفلزات، فلا يكون للسبائك نقطة انصهار محددة يل سوف تذوب على مدى من درجات الحرارة، كما يمكن أن يزيد التركيب الجزيئي للسبائك من مدى انصهار المعدن الكلي وتكون أعلى من المعادن أو الفلزات المكونة لها.

المراجع

1. ↑ "Metal", www.en.wikipedia.org, Retrieved 18-08-2019. Edited.
2. ^ ^{أ ب} "properties-basic-metals", www.thoughtco.com, Retrieved 18-08-2019. Edited.
3. ↑ "metal-chemistry", www.britannica.com, Retrieved 18-08-2019. Edited.
4. ↑ "differences-between-alloy-pure-metal", www.sciencing.com, Retrieved 18-08-2019. Edited.