الفلزات كهروموجيةالفلزات كهروموجية

الفلزات (كهوموجبة) هي عبارة عن مواد أو عناصر بسيطة صلبة تشكل حالة وسط بين المعادن وغير المعادن (اللافلزات). ويطلق هذا المصطلح على مجموعة من تسع عناصر في الجدول الدوري:

  • البورون (B).
  • السيليكون (Si).
  • الجرمانيوم (Ge).
  • الزرنيخ (As).
  • الأنتيمون (Sb).
  • التيلوريوم (Te).
  • البزموت.
  • البولونيوم(Po).
  • الأستاتين.

تحتل الفلزات جزءاً كبيراً من مكونات الأرض والمياه الجوفية كالألمنيوم والتيتانيوم، كما تتواجد في جسم الإنسان كالكالسيوم والمنغنزيوم والبوتاسيوم والصوديوم والحديد والزنك. وتتتميز الفلزات بكبر حجمها الذري، وبالتالي تحتاج لطاقة ضعيفة لتفقد الألكترون الخارجي، وتتحول لأيون موجب لذلك يطلق على الفلزات كهروموجية لأنها تصبح أيون موجب.

  • عنصر البورون (B): يستخدم في العديد من المركبات، وفي صناعة زجاج البورسليكات المقاوم للصدمات الحرارية بالمقارنة مع الأنواع الأخرى للزجاج التي قد تتهشم وتتكسر، ويستخدم أيضاً في صناعة بعض أنواع الخيوط القوية المستخدمة في الطائرات وفي الصيد، يمكن استخدامه على شكل حمض البوريك كمنظف أو بكميات صغيرة لمكافحة الآفات، وهو قابل للإنفجار لذلك يستخدم أيضًا في صناعة الألعاب النارية.
  • عنصر السيليكون (Si): فهو فلز له بريق المعدن لكنه يتمتع بهشاشة مثل اللافلزات، يستخدم في صناعة الإلكترونيات ورقائق الكمبيوتر، كما يستخدم في أنابيب المياه كمانع للتسرب.
  • الزرنيخ (As): يستخدم بالمشاركة مع الغاليوم في صناعة مصابيح LED، وكمبيد للحشرات، وفي صناعة سبائك الرصاص.
  • الانتيموان (Sb): كان يستخدم قديماً في صناعة مستحضرات التجميل، وحالياً في صناعة الدهانات.
  • التيلريوم: يستخدم كمادة إضافية في صناعة السبائك.

تتمتع الفلزات بالعديد من الخصائص المشتركة فيما بينها:

  • لها بريق معدني لامع.
  • تتواجد بالحالة الصلبة، قاسية وذات قوة كبيرة.
  • يمكن استخدامها في تشكيل السبائك عن طريق دمجها مع المعادن.
  • تتقلص الفلزات عند الذوبان.
  • التفاعلات التي تقوم بها هذه العناصر الفلزية تعتمد على خواص المواد الداخلة معها في التفاعل.
  • طاقة التأين الخاصة بهذه العناصر وسطية بين المعدن واللافلزات.
  • ناقلية عالية للكهرباء والحرارة.
  • لها كثافة عالية تتفوق على كثافة الماء.

تصنف الفلزات بعدة مجموعات في الجدول الدوري:

  • الفلزات القلوية: ذات كثافة منخفضة مقارنةً بغيرها من المعادن، وتتميز بشدة التفاعل كعنصر الهيدروجين النقي في الطبيعة، تتوضع في اقصى يسار الجدول الدوري.
  • الفلزات الأرضية القلوية: تتوضع في العمود الثاني من الجدول الدوري تتميز بصلابتها ومرونتها وبريقها اللامع و هي قابلة للطرق، وتوجد في مركبات كبديل عن الحالة النقية، وتعتبر أقل الفلزات القلوية تفاعلاً كالبيريليوم والمغنيزيوم والسترونتيوم والباريوم والروديوم.
  • الفلزات الإنتقالية تتضمن حالات أكسدة ينتج عنها مركبات ملونة، تبدو بشكل نقي كالذهب والنحاس والفضة، أو بشكل مركب مثل اللانثانيدات والاكتنيدات، وتتواجد في الطبيعة كالسكانديوم، والتيتانيوم، والفناديوم، والحديد والمنغنيز والكروم والزنك والنيكل والنحاس.

تستخدم الفلزات في صناعة وسائل النقل كالطائرات والسيارات والقطارات والسفن ومركبات الفضاء، وفي صناعة الصواريخ، وأجهزة الحاسب والهاتف والتلفزيون والراديو والأجهزة الأمنية.

أكمل القراءة

الفلزات هي من العناصر الكيميائية التي تسعى لفقدان الإلكترونات لتشكل كاتيونات (أيونات موجبة)، مما يجعلها قريبة من حالة الاستقرار الكيميائي، وهذا سبب تسمية الفلزات بالعناصر الكهرموجبة، حيث تعتبر الفلزات شبكة من الأيونات الموجبة التي تكون ضمن سحابة من الإلكترونات، وتتميز الفلزات بترابط ذراتها بروابط فلزية تجعلها متلاصقة مع بعضها البعض.

كما أنها ذات كثافة عالية من الذرات المتشابهة، ومن الجدير بالذكر أن الإلكترونات المتواجدة في تلك الذرات أقل من نصف الإلكترونات المتوضعة على الهيكل الخارجي، مما لا يسمح باندماج الفلزات مع المركبات المماثلة، وإنما تندمج مع مركبات لافلزية.

وتتميز الفلزّات بعدد من الخواص الفيزيائية التي تميزها عن باقي المركبات، مع الانتباه أن هذه الخصائص تتغير بتغير الظروف المحيطة، ومن هذه الخصائص نذكر ما يلي:

  • تتمتع بناقليةٍ عاليةٍ للحرارة والكهرباء.
  • تتميز بالصلابة، حيث تكون على شكل بلوري في درجات الحرارة المتوسطة.
  • تتميز ببريقها الفضي اللماع.
  • تتمتع بنسبة عالية من المرونة، حيث يمكن تكوين أشكال مختلفة كالأسلاك والصفائح منها .
  • تتميز بالقساوة والصلابة الكبيرة.
  • أغلبها ذات كثافة مرتفعة.
  • تتميز بدرجات انصهار عالية.

كما تصنف الفلزات إلى عدة مجموعات في الجدول الدوري، ومن هذه المجموعات نذكر ما يلي:

  • الفلزات القلوية: ينتمي هذا النوع من الفلزات للمجموعة IA المتواجدة في أقصى اليسار من الجدول الدوري، تتميز بكثافة منخفضة وقدرة عالية على التفاعل، كما أنها تملك حالة أكسدة تساوي الواحد، ومن هذه الفلزات: الليثيوم، والبوتاسيوم، والصوديوم، والسيزيوم، والفرنسيوم، بالإضافة للهيدروجين الذي يعد العنصر الوحيد النقي في الطبيعة.
  • الفلزات الأرضية القلوية: تنتمي هذه الفلزات إلى المجموعة IIA، المتوضعة في العمود الثاني من الجدول الدوري، وتتميز بالصلابة والقوة والبريق اللماع، بالإضافة لمرونتها الكبيرة، حيث تعتبر من العناصر القابلة للطرق، وحالة الأكسدة الخاصة بها تساوي 2، ويعد كل من المغنزيوم، والبيريليوم، والكالسوم، والسترونتيوم، والروديوم، والباريوم من أهم الأمثلة عنها.
  • الفلزات الأساسية: تقترب هذه المجموعة من المعادن ببعض الخواص، فهي ناقلة جيدة للكهرباء والحرارة، كما أن لها كثافة عالية ومرونة كبيرة وبريق معدني، بالإضافة لوجود بعض الصفات غبر المعدنية كاحتياجها لدرجات حرارة عالية للانصهار والغليان، ومن الأمثلة عنها: الغاليوم، والألمنيوم، والقصدير، والرصاص، والثاليوم، والإنديوم.
  • الفلزات الانتقالية: تتميز هذه الفلزات باحتوائها على نسب الطاقة الفرعية d أو f التي تحتوي جزئيًا على الإلكترونات، بالتالي تملك حالات أكسدة متعددة، وفي الغالب ينتج عنها مركبات بألوان مختلفة، قد تكون بشكل أصلي أو نقي كالذهب والفضة والنحاس، أو على شكل مركبات كالأكتنيدات واللانثانيدات، ومن هذه الفلزات أيضًا: الكروم، والنيكل، والزنك، والحديد، والتيتانيوم، والمنغنيز.

ودخلت الفلزات بمختلف أنواعها في العديد من المجالات التي تجلت فيما يلي:

  • مجال النقل والمواصلات حيث دخلت في صناعة وسائل النقل المختلفة سواء البحرية أو الجوية أو البرية من سيارات وقطارات وطائرات وسفن.
  • مجال الفضاء، حيث استخدمت في صناعة الصواريخ، ومكوك الفضاء.
  • مجال الاتصالات حيث استخدمت في صناعة الأقمار الصناعية.
  • المجال الزراعي، حيث دخلت في صناعة آلات الحصاد والجرارات.
  • المجال الطبي، حيث استخدمت في الصناعات الحيوية كصناعة الأطراف الصناعية.
  • صناعة أجهزة تبريد وتسخين الطعام كالبرادات والثلاجات والأفران والميكروويف.
  • صناعة خطوط الطاقة والمحولات والمولدات والمفاعلات النووية.
  • صناعة الأدوات المنزلية، كالغسالات والخلاطات والمكانس الكهربائية وأدوات السباكة والتشذيب.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "لماذا تسمى الفلزات (كهروموجبة)"؟