يتم تعريف الفلز على أنه عنصر كيميائي، يفقد عددًا من الإلكترونات مكونًا أيون يحمل شحنة موجبة يعرف باسم الكاتيون، كما توجد رابطة فلزية تعمل على ربط ذرات العناصر الفلزية مع بعضها البعض، وتتواجد الأيونات الموجبة بداخل سحابة من الإلكترونات، وتشغل الفلزات ثلاث مجموعات من الجدول الدوري.
ما هي الفلزات وما موقعها من الجدول الدوري؟
- كما ذكرنا سابقًا، الفلزات عبارة عن عناصر كيميائية كونت أيونات موجبة عن طريق فقد بعض الإلكترونات ومن ضمن الفلزات المشهورة الذهب والألومنيوم والنحاس والفضة والحديد والرصاص والزنك والتيتانيوم واليورانيوم.
- تتواجد الفلزات بكمية كبيرة في الجدول الدوري، حيث أن معظم الجدول يتكون من المعادن والمعادن هي الفلزات.
- تتواجد الفلزات تحديدًا في الجانب الأيسر من الجدول الدوري كما توجد الفلزات في وسط الجدول الدوري أيضًا.
- كما تتواجد بعض الفلزات في آخر صفين أسفل الجدول الدوري في مجموعات تسمى اللانثانيدات والأكتينيدات.
مم تتركب الفلزات ؟
- الفلزات عبارة عن مواد بلورية صلبة، تملك هيكل بلوري غير معقد.
- تتواجد الفلزات في ثلاثة هياكل معروفة، تنقسم إلى المغلق السداسي، والمكعب المتمحور حول الجسم، والمكعب المتمركز حول الوجه.
ما هي مميزات الفلزات؟
- تتميز الفلزات بالعديد من الخواص التي تعطيها فرصة الإنتشار من بين العناصر الكيميائية الأخرى، وتجعلها أكثر استخدامًا.
- فالفلزات مواد صلبة تمتلك لمعانًا براقًا في درجات الحرارة العادية ويستثني من ذلك عنصر الزئبق فهو سائل وليس صلبًا ولكنه أيضًا يمتاز بصفة اللمعان، في الظروف العادية.
- تعتبر الفلزات من موصلات الحرارة الجيدة جدًا فهي توصل الحرارة بشكل ممتاز.
- درجة انصهار الفلزات عالية، وتمتلك الفلزات كثافة مرتفعة أيضًا.
- كما أن الفلزات تمتاز بكونها موصلات كهربائية ممتازة.
- تتميز الفلزات أيضًا بكبر نصف قطرها الذري.
- طاقتها المؤينة منخفضة وقليلة وهذه أيضًا من ضمن مميزاتها.
- قدرتها الكهربائية منخفضة، ويرجع ذلك إلى أن إلكترونات التكافؤ الموجودة في الغلاف الأخير يمكن أن يتم إزالتها بسهولة.
- تمتلك الفلزات قابلية الطرق والسحب والتشكيل.
- كما تملك القدرة على التشوه ولكن دون أن يتم انكسارها، ويمكن وصفه باستخدام قانون هوك لاستعادة القوى.
- القدرة على التحمل ومقاومة الإجهاد الذي يمكن أن يتكرر كثيرًا، أي أن الفلزات تمتلك قدرة على تحمل الضغط دون كسر.
- بالإضافة إلى الليونة والمرونة وهي قدرة الفلز على التشكل حتى يتم وضعه داخل الأسلاك مثلًا، ويعود السبب إلى أن إلكترونات التكافؤ لها القدرة على الحركة بمرونة وحرية مطلقة.
- تمتلك الفلزات انعكاسية عالية للضوء.
- الحرارة العالية التي تُسبب التشوه الدائم أو ما يُسمى باللدونة أو تشوه اللدائن.
خصائص الفلزات الفيزيائية
- من أهم خصائص الفلزات الفيزيائية أن جميع أنواع الفلزات تمتاز بخاصية الصلابة وذلك فيما عدا عنصري البوتاسيوم والصوديوم اللذين يتميزان بكونهما ناعمان ويمكن قطعهما باستخدام سكين مثلًا.
- وتأتي ثاني خاصية من خصائص الفلزات أنه يمكن تحويل الفلزات إلى أسلاك؛ فمثلًا يمكن سحب بعض الغرامات من الفضة إلى أسلاك رقيقة تمتد إلى أمتار، لذلك تمتاز الفلزات بالليونة.
- أما بالنسبة لخاصية اللمعان فتتميز الفلزات بقدرتها على عكس الضوء من السطح، كما يمكن دهنها كالذهب والفضة والنحاس.
- يوجد ما بين 1 إلى 3 إلكترونات في الغلاف الخارجي لذرات العناصر الفلزية غالبًا.
- بالإضافة إلى أن الفلزات تمتاز بجودة التوصيل، ويرجع ذلك إلى احتواء الفلزات على إلكترونات حرة الحركة.
- ويعد كل من الفضة والنحاس من أفضل الموصلات للكهرباء والحرارة أما عنصر الرصاص فهو الأقل جودة في توصيل الحرارة.
- كما يعتبر كل من الحديد والبزموت والزئبق من الموصلات التي توصل الحرارة بدرجة ضعيفة.
- وبالنسبة لدرجة الغليان والانصهار، تمتلك العناصر الفلزية درجات غليان وانصهار مرتفعة جدًا.
- ويتميز التانجستون بامتلاكه أعلى درجة غليان وانصهار، أما الزئبق فإنه يمتلك الدرجات الأقل مثل درجة توصيل الحرارة، كما يتميز كل من البوتاسيوم والصوديوم بانخفاض هذه الدرجات أيضًا.
استخدامات الفلزات
- ونفهم من خلال هذه الخصائص والمميزات أن الفلزات يمكنها التشكل من حالة إلى أخرى وبالتالى يمكنها اتخاذ أشكال معينة مما يسمح لها بالدخول في صناعة العديد من الأشياء.
- فمثلًا يمكن استخدام رقائق الألومنيوم في تغلفة وتعبئة الأدوية والشوكولاتة والحلويات والأطعمة المختلفة.
- ويدخل الألومنيوم نفسه في صناعة هياكل الطائرات والأسلاك الكهربائية وخطوط نقل الكهرباء وأدوات الطبخ أيضًا.
- ويدخل الزئبق في صناعة ميزان الحرارة أو الترمومترات.
- أما بالنسبة للزئبق فيستخدم في تغليف الحديد ليحميه ويمنعه من الصدأ.
- الحديد يستخدم لصناعة أدوات الطبخ ، ويدخل الحديد كذلك في صناعة المركبات المتحركة والآلات والأنابيب.
- والفضة والذهب يدخلان في صناعة المجوهرات.
اقراء ايضاً : العناصر التي تشكل 75% من الجدول الدوري
ما هي أغلى الفلزات في العالم؟
- يعتقد كثير من الناس أن الذهب والفضة هما أغلى الفلزات نظرًا لأنهما يدخلان في صناعة المجوهرات، ولكن هذا الاعتقاد خاطئ.
- حيث توجد فلزات أخرى أكثر غلاءًا من الفضة والذهب، ومن ضمن الفلزات الأكثر غلاءًا فلز الروديوم الذي يعتبر الأكثر تكلفةً حول العالم، ويتميز هذا الفلز بالعديد من الخصائص.
- ومن ضمن خصائصه أنه عنصر نادر جدًا، وعدده الذري 45.
- يمتلك لونًا رماديًا يميل إلى الأبيض، وينتمي لعائلة البلاتينيوم.
- رمزه الكيميائي Rh، و يستخدم في العديد من المجالات ومنها أنه يعتبر عامل لزيادة صلابة السبائك وتحسين مقاومة البلاتين والبلاديوم ضد الصدأ.
أنواع الفلزات
- تنقسم الفلزات إلى فلزات نبيلة، وتعرف باسم المعادن الكريمة أيضًا وهي التي تتواجد نقية في قشرة الكرة الأرضية، وليست جزءًا من مركبات أخرى مثلًا، مثل النحاس والفضة والذهب والبلاديوم والبلاتين.
- والفلزات النبيلة لا تتحد بسهولة مع عناصر أخرى، ولا تتفاعل لذلك يتم استخدامها في صناعة المجوهرات وصناعة النقود المعدنية.
- أما الفلزات القلوية وهي النوع الثاني من الفلزات فهي فلزات شديدة التفاعل على عكس الفلزات النبيلة التي لا تتفاعل بسهولة.
- ومن أمثلتها الصوديوم والبوتاسيوم، كما أنها تسمى بالفلزات القلوية، نظرًا إلى أنها تكون محاليل قلوية عند تفاعلها مع الماء.
- أما بالنسبة للفلزات الانتقالية، فهي تعتبر فلزات مثالية، حيث أنها تمتاز بالقوة والصلابة وبارتفاع درجة الانصهار، كما أنها أقل تفاعلا من الفلزات القلوية وفلزات الأتربة القلوية.
- ومن أمثلتها الحديد والذهب والفضة والكروم والنحاس، وتدخل في كثير من الصناعات، كما يتم تشكيل السبائك منها.
- فلزات الأتربة القلوية، وهي نوع آخر من أنواع الفلزات، وتتواجد هذه الفلزات مع معادن القشرة الأرضية، ومن ضمنها الماغنيسيوم والبريليوم، والكالسيوم، والباريوم.
- وتم تسميتها باسم بفلزات الأتربة القلوية لأكاسيدها الفلزات الترابية، حيث تدخل أربعة عناصر فلزية منها في التراب لذلك يقال عنها ترابية.
- أما الفلزات الضعيفة وهي آخر نوع من أنواع الفلزات، فهي تعرف باسم الفلزات ما بعد الانتقالية، تمتلك كهرسلبية مرتفعة أعلى من الفلزات الانتقالية.
- وتشمل جميع الفلزات الواقعة في المستوى الفرعي p في الجدول الدوري، ومن أكثر عناصرها شيوعًا الألومنيوم والقصدير والرصاص.
ما هو أقوي فلز في الطبيعة؟
- يعتبر فلز التانجستون هو أقوى فلز في العالم من حيث قوة الشد، ويبلغ مقدار أقصى قوة شد لهذا العنصر 1510 ميجاباسكال.
- كما يتميز العنصر بأنه يحمل أعلى درجة انصهار مقارنةً بأنواع الفلزات الأخرى المتواجدة على شكل سبائك.
- بالإضافة إلى أنه يحمل ثاني أعلى درجة انصهار بين جميع أنواع العناصر التي توجد في الجدول الدوري كله.
- حيث أن عنصر الكربون يتواجد في المركز الأول ويمكن أن يصمد لدرجات حرارة أعلى مقارنةً بالتانجستون.
- ويتميز التانجستون ببعض الخصائص منها، الهشاشة، والكثافة العالية، كما أنه يتواجد بكثرة في مادة الفولاذ، فضلًا عن السبائك.
- كما يتم ستخدامه في التطبيقات الكهربائية والعسكرية أيضًا، بالإضافة إلى وجوده في خيوط المصابيح الكهربائية، كما أنه يدخل في طلاء الثقوب الخاصة بالقذائف.
