ما هي العناصر الفلزية؟
تعريف العناصر الفلزية
تُعرف العناصر الفلزية (Metals) بجودتها العالية على توصيل الحرارة والكهرباء، وتتميز بلمعانها، ومرونتها، وقابليتها للطرق والتشكيل دون أن تنكسر، وتُشكل الفلزات الجزء الأكبر من العناصر الموجودة في كلٍ من القشرة الأرضية، والماء، والغلاف الجوي، وجسم الإنسان، بالإضافة إلى أنها تشكل 80% من العناصر الموجودة في الجدول الدوري؛ بعدد يبلغ 87 عنصر.
خصائص العناصر الفلزية
نذكر فيما يأتي أهم مميزات العناصر الفلزيّة:
- تمتلك نقطة انصهار عالية.
- تواجدها عادة في الحالة الصلبة في درجة حرارة الغرفة باستثناء عنصر الزئبق.
- إمكانية تآكلها وتأكسدها عند تعرضها لمياه البحر والهواء.
- تفقد الإلكترونات بسهولة.
- ليّنة ومرنة، يمكن ثنيها وتشكيلها وسحبها.
- معظمها عالية الكثافة باستثناء الليثيوم، والبوتاسيوم، والصوديوم.
مجموعات العناصر الفلزية وأمثلة عليها
نذكر فيما يأتي أنواع الفلزات في الجدول الدوري:
- الفلزات القلوية: تشكل الفلزات القلوية (Alkali Metals) عناصر المجموعة الأولى في يسار الجدول الدوري، والتي تمتاز بكثافتها المنخفضة مقارنةً بالعناصر الفلزية الأخرى، اضافةً إلى شدّة تفاعلها، مما يساعد على تواجدها على شكل مركبات في الطبيعة، كما أنّها تمتلك عدد تأكسد يساوي 1، ومن الأمثلة عليها: الليثيوم (Li)، والصوديوم (NA)، والبوتاسيوم (K)، والروبيديوم (Rb)، والهيدروجين (H)؛ وهو الوحيد الذي يتواجد كعنصر نقي في الطبيعة على شكل غاز الهيدروجين، ولكنه يعتبر عادةً من العناصر غير الفلزيّة.
- الفلزات القلوية الترابية: توجد عناصر الفلزات القلوية الترابية (Alkaline Earth Metals) في المجموعة الثانية من الجدول الدوري، وكما هو الحال في الفلزات القلويّة فإنّها توجد في الطبيعة على شكل مركّبات؛ إذ إنّها سريعة في التفاعل ولكن بصورة أقل من الفلزات القلوية، وتمتلك عدد تأكسد يساوي 2، وتضم هذه المجوعة: البريليوم (Be)، والمغنيسيوم (Mg)، والكالسيوم (Ca)، والسترونتيوم (Sr)، والباريوم (Ba)، والراديوم (Ra).
- الفلزات الأساسية: ترتبط عادةً الفلزات الأساسية (Basic Metals) بمصطلح الفلزات، وتُعد من العناصر الموصلة للحرارة والكهرباء، ومن الأمثلة عليها: الألمنيوم (Al)، والغاليوم (Ga)، والإنديوم (In)، والثاليوم (Tl)، والرصاص (Pb).
- الفلزات الانتقالية: تتعرض عناصر الفلزات الانتقالية (Transition Metals) إلى العديد من حالات الأكسدة المتعددة مما ينتج ألوانًا مُعقدة، ويعود ذلك لامتلائها بشكلٍ جزئي بإلكترونات (d) أو (f)، مما يؤدي إلى وجود بعض العناصر بصورة نقية كالذهب والفضة، أو على شكل مركبات كالأكتينيدات، واللانثانيدات، ومن أشهر عناصر هذه المجموعة: التيتانيوم (Ti)، والكروم (Cr)، والمنغنيز (Mn)، والحديد (Fe)، والنيكل (Ni)، والنحاس (Cu)، والزنك (Zn)، والزئبق (Hg).
استخدامات العناصر الفلزية
تُستخدم الفلزات في العديد من المجالات، منها:
- الأدوات المنزلية: صناعة الأفران، وغسالات الأطباق، وغسالات الملابس، والمكانس الكهربائية، والخلاطات، والمضخات، وغيرها.
- تحضير الأغذية وحفظها: مثل الميكرويف، والأفران، والثلاجات، والمجمدات.
- الأجهزة الإلكترونية: مثل أجهزة الكمبيوتر والتلفزيون، والراديو، والآلات الحاسبة، وأجهزة الأمان.
- البناء: صناعة المسامير، والهياكل المعدنية الصلبة.
- وسائل النقل: صناعة السيارات، والحافلات، والشاحنات، والقطارات، والسفن، والطائرات.
- الاتصالات: كالأقمار الصناعية
- الفضاء: في صناعة الصواريخ ومكوك الفضاء.
- الطاقة الكهربائية: مثل الغلايات، والتوربينات، والمولدات، والمحولات، وخطوط الطاقة، والمفاعلات النووية، وآبار النفط، وخطوط الأنابيب.
- المجال الطبي: الأطراف الصناعية كالمفاصل والذراعين وغيرها.
- الزراعة: صناعة الجرارات، وأدوات الحرث، وآلات جمع المحاصيل.
ما هي العناصر اللافلزية؟
تعريف العناصر اللافلزية
تُعتبر العناصر اللافلزية (Nonmetal) من موصلات الحرارة والكهرباء الرديئة، وتمتاز بكونها غير قابلة للطرق والتشكيل، وتتواجد في الحالات الفيزيائية الثلاث الصلبة، والغازية، والسائلة في درجة حرارة الغرفة، كما تمتاز بسهولة اكتسابها الإلكترونات نسبيًا.
خصائص العناصر اللافلزية
نذكر فيما يأتي بعض خصائص العناصر اللافلزية:
- تمتلك طاقة تأين وكهرومغناطيسية عالية.
- توصيل سيّء للكهرباء والحرارة.
- انخفاض اللمعان المعدني أو انعدامه.
- هشاشة المواد الصلبة، وقلّة مرونتها وقابليتها للطرق.
- انخفاض درجة الانصهار والغليان مقارنةً بالفلزات.
مجموعات العناصر اللافلزية وأمثلة عليها
تُقسم العناصر اللافلزية إلى ثلاث مجموعات، وهي:
- العناصر الستة اليتيمة: وتشمل البورون (B)، والنيتروجين (N)، والأكسجين (O)، والفسفور (P)، والكبريت (S)، والسلينيوم (Se)، بالإضافة إلى الهيدروجين الذي يعمل كعنصر لافلزي في درجة حرارة وضغط الغرفة.
- الهالوجينات: توجد الهالوجينات (H alogens) في المجموعة السابعة من الجدول الدوري، وتتواجد بجميع حالات المادة السائلة والصلبة والغازية، وتشمل الفلور (F)، والكلور (Cl)، والبروم (Br)، واليود (I)، والأستاتين (At).
- الغازات النبيلة: تقع الغازات النبيلة (Noble Gases) في المجموعة الثامنة من الجدول الدوري باستثناء غاز الهيليوم، وتميل إلى عدم الارتباط بالعناصر الأخرى؛ بسبب احتوائها على ثمانية إلكترونات على غلافها، مما يعني وجودها كذرات فردية، ومن الأمثلة عليها: الهيليوم (He)، والنيون (Ne)، والأرغون (Ar)، والكريبتون (Kr)، والزينون (Xe)، والرادون (Rn).
استخدامات العناصر اللافلزية
على الرغم من أهمية العناصر اللافلزية للحياة كالكربون والأكسجين وغيرها، إلا أنّ استخداماتها تُعد قليلة مقارنةً بالعناصر الفلزية، ومن أمثلتها:
- الطب والصيدلة.
- المبرّدات.
- الأسمدة.
- الأحماض الصناعية.
- الليزر والمصابيح.
الفرق بين العناصر الفلزية واللافلزية
يوضح الجدول الآتي الفرق بين العناصر الفلزية واللافلزية في الجدول الدّوري من حيث الخصائص الفيزيائية والكيميائية:
| من حيث | العناصر الفلزية | العناصر اللافلزية |
| عدد إلكترونات الغلاف الخارجي | تحتوي على 1-3 إلكترونات في غلافها الخارجي. | تحتوي على 4-8 إلكترونات في غلافها الخارجي. |
| توصيل الحرارة والكهرباء | موصل جيد للحرارة والكهرباء. | موصل رديء للحرارة والكهرباء. |
| حالتها الفيزيائية | صلبة في درجة حرارة الغرفة، باستثناء الزئبق. | صلب وسائل وغاز في درجة حرارة الغرفة. |
| قابليتها للتشكيل | قابل للطرق والتشكيل. | غير قابل للطرق والتشكيل. |
| البريق | ذات بريق معدني مميز. | معتمة. |
| الشفافية | شفافية منخفضة. | شفّافة. |
| التأكسد والاختزال | عوامل اختزال جيدة، فهي تفقد إلكترونات التكافؤ بسهولة. | عوامل تأكسد جيدة، فهي تكسب أو تشارك إلكترونات التكافؤ بسهولة. |
| نوع الأكسيد | أكاسيد قاعدية | أكاسيد حمضية |
| الطاقة الكهرسلبية | قليلة | عالية |
تُستخدم كل من العناصر الفلزية والعناصر اللافلزية في العديد من مجالات الحياة، كما تختلف عن بعضها من حيث الحالة الفيزيائية والكميائية، وتشتمل العناصر الفلزية على الفلزات القلوية، والفلزات القلوية الترابية، والفلزات الأساسية، والفلزات الانتقالية، وتشتمل العناصر اللافلزية على العناصر اللافلزية اليتيمة، والهالوجينات، والغازات النبيلة.
