الكيمياء

نبذة تعريفية عن “الفلزات” وخصائصها

2012 خواص الفلزات

ماريلو مورانو كيجيلي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفلزات خصائص الفلزات الكيمياء

ما القاسم المشترك بين عملة معدنية وبين علبة مشروب غازي؟ كلاهما مصنوعان من فلز.

هناك أنواع كثيرة من الفلزات. وتتشاطر معظمها نفس الخواص الفيزيائية. والخواص الفيزيائية هي الأشياء التي تستطيع قياسها ورؤيتها مثل اللون، والشكل، والصلابة.

 

تنقسم الفلزات، في الجدول الدوري للعناصر، إلى ثلاث مجموعات. وهي الفلزات القلوية الأرضية، والفلزات الانتقالية.

وتعتبر حوالي ثلاثة أرباع العناصر الموجودة في الأرض من الفلزات، والعناصر هي المواد الأساسية التي تُكون كل شيء في العالم.

الفلزات واسعة الانتشار في الطبيعة. فبعض الفلزات، مثل الصوديوم، توجد في مياه المحيطات، والكالسيوم فلز يحتاجه الناس لبناء عظام وأسنان قوية.

وهل تعلم أيضاً بوجود أجزاء ضئيلة الحجم من الفلزات تهيم في الهواء؟ فحينما تستنشق فأنت تتنفس الفلزات!

 

1- الفلزات لها بريق

تتكون العناصر من أجزاء صغيرة تسمى الذرات. والذرات بدورها تتكون من الإلكترونات، والبروتونات، والنيوترونات.

وتُشكل كل من البروتونات والنيوترونات نواة الذرة، أو مركزها. بينما تدور الإلكترونات حول النواة في مجموعات تدعى السحب (clouds).

والإلكترونات الأبعد عن النواة هي التي تُكسب الفلز لمعانه. فالضوء ينعكس، أو يرتد عن، هذه الإلكترونات الخارجية. وهذا ما يجعل الفلز يبدو لامعاً.

ويسمى هذا المظهر اللامع على أسطح بعض الفلزات بالبريق. فالناس تصنع المجوهرات من الذهب والفضة لما تتمتع به هذه الفلزات من بريق لامع جميل.

 

إن تلميع أي قطعة معدنية يزيد من بريقها، لأن التلميع يزيد الجسيمات التي تتكون على سطح الفلز مع مرور الوقت.

وتتكون هذه الجسيمات عندما يتفاعل سطح الفلز مع الأكسجين والماء اللذين يوجدان في البيئة. فهذه الجسيمات لا تعكس الضوء بشكل جيد فلذلك يبدو الفلز باهتاً.

 

2- الفلزات مواد صلبة قوية

هل تعلم ما الذي يجعل معظم الفلزات صلبة؟ كغيرها من المواد الصلبة، ترتبط ذرات الفلزات معاً بقوة.

وهذه الروابط هي التي تثبت الذرات في نمط يابس أو جامد. فالفلز لن يتدفق أو ينسكب أو يتحرك من تلقاء نفسه بسبب روابطه القوية.

ومعظم الفلزات قوية، لكن للفلزات المختلفة قوى مختلفة. فعلى سبيل المثال، الحديد فلز قوي.

ويتطلب تغيير شكل الحديد قوة عظيمة أو حرارة. وتصنع الكثير من الأدوات باستخدام الحديد وفلزات أخرى.

 

وهناك فلز اسمه الألمونيوم ليس بمثل قوة الحديد. فأنت تستطيع تغيير شكل علبة المشروبات الغازية المصنوعة من الألمنيوم بمجرد أن تطأ عليها.

جميع الفلزات تقريباً تكون صلبة عند درجة حرارة الغرفة، غير أن الزئبق هو الفلز الوحيد الذي يكون سائلاً في درجة الحرارة المنخفضة هذه. والزئبق يستطيع أن يتدفق.

 

3- الفلزات تُوصل الكهرباء

الكهرباء هي إحدى أنواع الطاقة، ويستخدم الناس الكهرباء للإنارة ولتدفئة بيوتهم. كما تزود الكهرباء أشياء مثل حاسوبك أو تلفزيونك بالقوة.

ومعظم الفلزات تستطيع توصيل، أو نقل، الكهرباء من مكان إلى آخر. وتتوقف مقدرة الفلز على توصيل الكهرباء على إلكتروناته الخارجية.

ففي معظم الفلزات تكون الإلكترونات الخارجية ضعيفة الارتباط بالذرة.

وحينما تقابل قوة كهربائية فلز ما، تقوم الإلكترونات الخارجية للفلز بمغادرة ذرة والتوجه إلى أخرى في ذلك الفلز، وعندما يحدث هذا بشكل متواصل تُحمل الكهرباء من مكان إلى آخر.

 

النحاس موصل جيد للكهرباء. وليست كل الفلزات موصلات جيدة للكهرباء مثل النحاس. فمثلاً، لا تتحرك الإلكترونات الموجودة في النحاس الأصفر بمثل سهولة تلك الموجودة في النحاس.

ومع ذلك، يظل النحاس الأصفر موصلاً أفضل من الكثير من المكونات أو المواد الأخرى مثل المطاط، والورق، والخشب.

 

4- الفلزات تُوصل الحرارة

إن معظم الفلزات التي تعتبر موصلات جيدة للكهرباء هي كذلك موصلات جيدة للحرارة.

حينما يتم تسخين فلز ما، فإن بعضاً من إلكتروناته الخارجية تمتص أو تأخذ الحرارة وتبدأ بالحركة بشكل أكثر حرية.

وحالما يحدث هذا تصطدم الإلكترونات بإلكترونات خارجية أبرد ومجاورة لها. وتأخذ الحرارة بالانتقال من الإلكترونات الساخنة إلى تلك الأبرد.

وهكذا تنتقل الحرارة من طرف الفلز إلى طرفه الآخر.

 

إن الفلزات، مثل النحاس والألمونيوم، موصلات جيدة للحرارة، وهي تستخدم لصنع قدور وأواني الطبخ.

وفي المقابل، هناك فلزات أخرى كثيرة لا توصل الحرارة بشكل جيد. فإلكتروناتها الخارجية لا تتحرك كثيراً، لذلك فهي توصل الحرارة ببطء.

 

5- الفلزات قابلة للطرق

يمكن ضغط بعض الفلزات وثنيها في أشكال مختلفة دون أن تنكسر، ويطلق على هذه الخاصية قابلية الطرق (malleability).

إن ذرات الفلز، مثل غيرها من المواد الصلبة، شديدة التراص جنباً إلى جنب، وتستطيع قوة، مثل ضرب المطرقة، أن تحرك الذرات في بعض الفلزات.

الألمونيوم مثال على فلز قابل للطرق. فهو يمكن ضغطه ليصبح صفائح رقيقة يسهلُ تحويلها إلى أشكال مختلفة.

إن ورق الألمونيوم الذي يغطى به الأطعمة عبارة عن صفيحة رقيقة من الألمونيوم. كذلك الفضة والذهب فلزات قابلة للطرق.

 

يتعامل الناس مع الفلزات القابلة للطرق ومع سبائك الفلزات بطرق مختلفة، فالحداد يصنع المشغولات النحاسية، مثل القدور والأواني.

والبناؤون يستخدمون سبيكة فلزية قوية تسمى الفولاذ لصنع الجسور والمباني. إن قابلية طرق الفلزات هي مجرد واحدة من خصائصها المفيدة.

 

6- الفلزات قابلة للسحب

حينما تتخيل أي فلز، فإنك على الأرجح تراه على شكل قطعة أو كتلة.

إلا أن بعض الفلزات يمكن سحبها، أو شدها؛ لتصبح أطول وأرفع، ويطلق على هذه الخاصية الفيزيائية اسم قابلية السحب (ductility).

تستخدم الفلزات القابلة للسحب في صنع أشياء مثل المشابك الورقية والأسلاك. وتصبح بعض الفلزات أكثر ليونة حين يتم تسخينها. وكلما ازدادت ليونة الفلز، ازدادت قابليته للسحب.

أثناء عملية تليين وتشكيل الفلز ليصبح سلكاً، تتكسر الروابط التي تشد الذرات بعضها إلى بعض.

 

وستتشكل روابط جديدة حالما يبرد الفلز. وهذه الروابط الجديدة هي التي تتيح للفلز الاحتفاظ بشكله الجديد.

الذهب فلز شديد القابلية للسحب؛ لذلك كثيراً ما يستخدم في صنع القلائد والأقراط الدقيقة.

فالذهب يمكن سحبه وثنيه في أشكال زخرفية دون أن ينكسر، وبعض الفلزات والسبائك، مثل الفولاذ الصلب، ليست بنفس القابلية للسحب. فعندما يتغير شكلها بدرجة كبيرة، فإنها تتصدع، أو تنكسر.

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪الدماغ في ظروف انعدام الوزن
لدكتورة إليسا رافائيلا فيريه إليسا هي محاضر أول في علم النفس ومدير مختبر التجسيد الدهليزي متعدد الحواس VeME في رويال هولواي، جامعة لندن University of London. أخذها عملها من المختبر إلى السماء في رحلات انعدام الجاذبية، وفي اتجاهات أكثر غرابة من خلال التعاون مع الفنانين والموسيقيين وسلسلة يوغا الفضاء Space Yoga على قناة غوريللا ساينس Guerilla Science على اليوتيوب YouTube.
أجرت معها المقابلة إيمي باريت Amy Barrett. تصوير: أندرو كوتِريلز ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪إنبات نخيل تمر منقرض من بذور عمرها 2000 عام عُثر عليها بالقرب من القدس
قلم: أليس كلاين
ترجمة: صفاء كنج
زُرعت سبع أشجار نخيل من نوى عمرها ألفي عام عُثر عليها في صحراء يهودا إلى الشرق من القدس.
كانت البذور، وهي الأقدم التي جرى إنباتها على الإطلاق، من بين مئات النوى المكتشفة في كهوف وفي قصر قديم بناه الملك هيرودس الكبير King Herod the Great في القرن الأول قبل الميلاد.
نجحت سارة سالون Sarah Sallon ، من مركز أبحاث لويس إل. بوريك للطب الطبيعي Louis L Borick Natural Medicine Research Center في القدس، ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪تشجيع الابتكار الكويتي
عتمد بقاء الشركات الخاصة بصورة متزايدة على الحفاظ على الريادة في التنبؤ باتجاهات السوق والتوصل إلى حلول مبتكرة وسرعة التكيف مع بيئات الأعمال المتغيرة. تبرز أهمية الابتكار خصوصاً في الكويت التي تُعرف بأنها بلد منتج للنفط لكنها صارت حالياً في موقع يؤهلها لأن تكون مركزًا عالميًا للوجستيات والتمويل والتجارة. وإدراكًا لأهمية الابتكار، أطلقت مؤسسة الكويت للتقدم العلمي عام 2015 برنامج تحدي الابتكار، وهو برنامج تعليم تنفذي يستهدف شركات القطاع الخاص ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الخيارات الغذائية وآثارها في صحة البدن وجماله
. نورة صالح العسكر
الفكرة المتمثلة في أنَّ خياراتنا الغذائية تؤثر في الصحة والجمال ليست فكرة جديدة، فمعظمنا يدرك تماماً أنَّ التغذية تؤدي دوراً حيوياً في الوقاية من أمراض مختلفة؛ مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان والسكري. ومع ذلك ، فقد أثبتت الأبحاث العلمية أيضاً أن التغذية تؤثر في المناعة، والشيخوخة، والمزاج، والصحة العامة. وانطلاقاً من هذا الاعتبار ، فقد قدم لنا العلماء في الأبحاث الحالية جيلاً جديداً من الطعام يسمى سوبرفوودس، ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف لعطارد والزهرة أن يرشدا بحثنا عن الحياة خارج المجموعة الشمسية
قلم: ليا كرين
ترجمة: مايا سليمان
تقبع قرب الشمس جمرتان متفحمتان. لن يلومك أحد إن ظننت أن هذين العالمين الغريبين كتلتان من الجحيم: عطارد سهل أسود معطوب، والزهرة عالم قائظ مُبتلى بمطر من الحمض الصافي.
ولكن، على الرغم من جميع السمات المرعبة لمظهرهما الخارجي، فإن باطنها مألوف على نحو مدهش. تُشكل كل من الزهرة وعطارد، مع الأرض والمريخ، الكواكب الصخرية الوحيدة في مجموعتنا الشمسية، في تناقض صارخ مع عمالقة الغاز المنتفخة التي تقبع على ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪تكتيكات جديدة تتصارع حول سرعة توسع الكون
قلم: جوشوا سوكول Joshua Sokol
ترجمة: مي منصور بورسلي
في منتصف شهر يوليو 2019، اجتمع كبار الخبراء في تسجيلِ واحدٍ من أكثر الأرقام المتنازع عليها في الكون - ثابت هابل Hubble constant، المعدل الذي يتسع به الكون - على أمل أن تشير قياسات جديدة إلى مخرج من مأزق يتفاقم حول مسألة في الكوزمولوجيا علم الكونيات Cosmology.
لم يحالفنا الحظ بعد؛ فالمقياس الكوني الجديد المرتقب بشدة، الذي يعتمد على النجوم العملاقة الحمراء Red Giant Stars، لم ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪أرض كائنات الزومبي: عالم فسيح خفي من الميكروبات مستتر أميالا تحت أقدامنا
قلم: غراهام لوتون
ترجمة: محمد قبازرد
«العشرة ملايين سنة الأولى كانت الأسوأ، والعشرة الثانية كانت الأسوأ أيضاً، أما الملايين العشرة الثالثة فلم أستمتع بها بتاتاً، بعدها بدأت بالتدهور نوعا ماً».
مسكينٌ مارفن الأندرويد Marvin the Android المصاب بجنون الشك .. تُرك لينتظر إلى ما لا نهاية في ساحة موقف للسيارات في مطعم ما عند نهاية الكون. ولكن إذا بدت محنة هذه الشخصية التي أبدعها المنتج السينمائي دوغلاس أدامز Douglas Adams بائسة ، ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪خبراء الأرصاد الجوية يخشون تهديد شبكات الجيل الخامس 5G اللاسلكية
قلم: غابرييل بوبكين
ترجمة: صفاء كنج
تحتدم معركة بارزة بين الهيئات الحكومية الأمريكية حول ما إذا كانت خطط الجيل التالي من التكنولوجيا اللاسلكية، المعروف باسم الجيل الخامس 5G ، ستهدد دقة التنبؤات الجوية، وإذا كان الأمر كذلك، فكيف يمكن تخفيف خطر هذا التهديد؟. لم تُجدِ أشهر من الدراسات الفنية والنقاشات إلا تعميق المأزق. تقول وكالة الفضاء الأمريكية NASA والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوياختصارا: الإدارة NOAA إن هوائيات شبكات 5G ستطلق ... (قراءة المقال)
الذكاء الاصطناعي
‫‪إعادة التفكير في أهداف الذكاء الاصطناعي
ندما يشعر العملاء بأنه لا أحد يستمع إليهم، فقد يكونون على حق. أو ربما أنهم لا يعرفون أنهم يكلمون آلة. كشفت غوغل في مايو عن دوبلكس Duplex وهو مساعد ذكاء اصطناعي AI يمكنه التعامل مع طلبات خدمة العملاء مثل حجز موعد أو توفير معلومات أساسية. وتوفر الهواتف الذكية مساعدين آليين منذ سنوات، ولكن الجديد في الأمر اليوم هو أن العملاء لا يعرفون أن المُجيب الآلي ليس بشراً.
سرعان ما أثار الإعلان عن طرح دوبلكس أسئلة بشأن الشفافية مثل: هل يتعين على الشركات ... (قراءة المقال)
الذكاء الاصطناعي
‫‪كيف تعيد "الأدمغة الخارقة" البشرية-الحاسوبية تعريف مستقبل العمل
ميع الإنجازات البشرية تقريباً أحرزتها مجموعات من الأفراد، وليس أشخاص بمفردهم. ومن خلال دمج التقنيات الذكية بصورة أكبر في العمليات التي ينجزها البشر تقليدياً، يظهر شكل أقوى من التعاون.
إن الجدل الدائر، بصوت عالٍ أحياناً، حول عدد وأنواع الوظائف التي ستتركها الآلات الذكية للبشر في المستقبل، يغفل عن نقطة بارزة: تماماً مثلما أتاحت أتمتة Automation العمل البشري في الماضي للأشخاص والآلات القيام بأمور كثيرة لم يكن القيام بها ممكناً من قبل، فإن عمل ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المعلوماتية الحيوية والجينومية والبروتيومية
. أحمد الزهيري
علم المعلوماتية الحيوية هو علم يستخدم الحاسوب والبرامج وقواعد البيانات لحل وشرح وتفسير عدد كبير من التساؤلات البيولوجية، ويتعامل مع مجموعة البيانات البيولوجية الهائلة الناتجة من المشروعات العلمية الكبيرة مثل مشروع الجينوم البشري. ويوجد مجالان كبيران من العلوم البيولوجية يستخدم فيهما علم المعلوماتية الحيوية بصورة أساسية هما علم الجينومية Genomics دراسة التركيب والوظيفة للمجموع الكلي لجينات الكائن الحي، وعلم البروتيومية ... (قراءة المقال)
اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق