الكيمياء

نبذة تعريفية عن خصائص عناصر “الفلزات”

2002 موسوعة الكويت العلمية الجزء الثالث عشر

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عناصر الفلزات خصائص الفلزات الكيمياء

الفلزات مجموعة من أقدم العناصر الكيميائية التي عرفها الإنسان، ومن السهل تمييزها عن اللافلزات.

فجميعها، باستثناء الزئبق، مواد صلبة، وأغلبها له بريق فضي لامع. ومعظمها موصلات جيدة للحرارة والكهرباء، قابل للسحب مكونا أسلاكا دقيقة وقابل للطرق إلى شرائح رقيقة.

ونظرا لقوة الفلزات وصلابتها وقدرتها على توصيل الحرارة والكهرباء، وقابليتها لإعادة تشكيلها، لا يستغنى عنها في التكنولوجيات الحديثة.

 

وتشكل الفلزات ثلاثة أرباع العناصر الكيميائية المعروفة، وتتنوع تنوعا واسعا في خصائصها حتى أنه لا يمكن إطلاق تعريف عام لها. وهي تتميز ببنية بلورية في حالتها الصلبة، وقدرة على تكوين سبائك عند اتحاد فلز بفلز أو بفلزات أخرى، أو بالاتحاد باللافلزات أو بكليهما معا.

وتتميز هذه السبائك بخصائص لا تمتلكها الفلزات المنفردة. فالبرونز سبيكة من النحاس والقصدير أما الصلب فهو سبيكة من الحديد والكربون وسبائك الفلزات مع الزئبق تسمى بالمملغمات.

وتتراوح درجات الانصهار للفلزات من 39  س للزئبق و29.8  س للجاليوم، الذي ينصهر بمجرد لمسه بالأصابع، إلى 3420  س للتنجستين. وأخف الفلزات الليثيوم (0.53 جم/ سم3) وأثقلها الإيريديوم (22.4 جم/ سم3).

 

وبعض الفلزات، مثل اليورانيوم والثوريوم والراديوم، يتميز بخاصية الإشعاع ويعد الذهب والفضة أكثر الفلزات قدرة على التوصيل الحراري والكهربائي، أما البزموت فأقلها توصيلا للكهرباء.

وجميع الفلزات تتمدد بالحرارة وتنكمش بالبرودة، إلا أن بعض السبائك، مثل سبائك البلاتين وسبائك الإيريديوم، معدلات تمددها ضئيلة للغاية.

وترجع أهمية الفلزات في استعمالاتها الإنشائية والصناعية لقوتها، ومتانتها، وقدرتها على مقاومة الإجهادات المتكررة. فهي تقاوم التشوه السطحي أو البري، وتمتلك من المرونة ما يمكنها من العودة إلى الشكل الأصلي بعد التشوه دون أن تتهشم.

 

وقد تتشابه خواص عدد من الفلزات تشابها كبيرا فيمكن تصنيفها معا في مجموعة واحدة، كما هي الحال في مجموعة العناصر القلوية التي من بينها الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم، وجميعها يحتل المجموعة الأولى في الجدول الدوري للعناصر.

وتتميز بأنها تتفاعل مع الماء مكونة أقوى القلويات المعروفة. وهناك أيضا مجموعة القلويات الأرضية التي تضم ستة فلزات، من بينها المغنيسيوم والكالسيوم، وتحتل المجموعة الثانية من الجدول الدوري، وتتميز هيدروكسيداتها بقلويتها الضعيفة نسبيا لقلة ذوبانها في الماء.

ثم هناك مجموعة الفلزات الانتقالية، وهي مجموعة كبيرة بين المجموعتين الثانية والثالثة في الجدول الدوري. وهي تضم أكثر من 30 فلزا من بينها الكروم والحديد والكوبلت والنيكل والنحاس والمنجنيز. وهي تتميز بقدرتها على الوجود في أكثر من حالة من حالات التأكسد ، وبالقدرة على الانتقال

 

بسهولة من حالة إلى أخرى، ومن هنا كان استعمال الكثير منها في عمليات الحفز الكيميائي. أما مجموعة الفلزات النفيسة النادرة، والتي من بينها الذهب، والفضة والبلاتين، فتتميز بخمولها الكيميائي وعدم قابليتها للتأكسد في الظروف العادية ومقاومتها العالية للتآكل، ومن هنا كان استعمالها في صناعة الحلي والتحف الثمينة.

ولأن معظم الفلزات لا يوجد في الطبيعة منفردا خالصا، ظهرت صناعة ضخمة تعرف بصناعة التعدين هدفها استخراج الفلزات من خاماتها وتنقيتها وتشكيلها في صورة مشغولات فلزية قابلة للاستعمال.

وجزيئات الفلزات تتكون من ذرة واحدة ، والإلكترونات التي تشغل المدارات الخارجية لذراتها تتمتع بقدر كبير من حرية الحركة  وهذا هو الذي يجعل الفلزات جيدة التوصيل للحرارة والكهرباء، وقابلة للطرق والسحب.

 

وتتفاعل الفلزات كيميائيا مع اللالفلزات مكونة أكاسيد قاعدية أو أملاحا وتؤدي العناصر الفلزية أدوارا أساسية في الكثير من العمليات الحيوية. فالحديد عنصر رئيسي في تكوين الهيموجلوبين وهو المسؤول عن نقل الأكسيجين من الرئتين.

وعنصرا الكالسيوم والبوتاسيوم ضروريان لنقل النبضات في الخلايا العصبية. وتقوم الفلزات وسبائكها بأدوار أساسية في الصناعات المعدنية والكيميائية والهندسية والكهربائية والغذائية، فهي منذ أن عرفها الإنسان من أقدم العصور أداته الفاعلة في بناء الحضارة، وفي الحرب وفي السلم على حد سواء.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
Loading cart ⌛️ ...
إغلاق