بسم الله الرحمن الرحيم

الفلزات

في علم الكيمياء كلمة فلز metal ( الأصل الإغريقي : ميتالون) تعنى العنصر الكيميائي الذى يفقد الإليكترونات ليكون أيونات موجبة ( كاتيونات ) وتوجد رابطة فلزية بين ذراته ، كما يتم وصف الفلزات أيضا على أنها شبكة من الأيونات الموجبة ( كاتيونات ) داخل سحابة من الإلكترونات . وتقع الفلزات في الثلاث مجموعات للعناصر التى تتميز بتأينها وخواصها ، ومع أشباه الفلزات واللا فلزات .وعند رسم خط مائل في الجدول الدوري من البورون إلى البولونيوم فإن هذا الخط يفصل الفلزات عن اللا فلزات ، وتكون العناصر الواقعة على هذا الخط هى أشباه الفلزات ، وتكون العناصر التى تقع أسفل يمين الخط هى الفلزات ، والتى تقع أعلى يسار الخط هى اللا فلزات . واللافلزات متوفرة في الطبيعة أكثر من الفلزات ، ولكن الفلزات تكون أغلب الجدول الدوري . ومن الفلزات المشهورة الألومنيوم ،النحاس ، الذهب ، الحديد ، الرصاص ، الفضة ، التيتانيوم ، اليورانيوم ، الزنك . الصور المتآصلة للفلزات تميل لأن يكون لها بريق ، لدنة ، قابلة للطرق ، موصلة ، بينما اللا فلزات بصفة عامة تكون هشه ( اللا فلزات الصلبة ) بدون بريق ، عازلة.
التعريف
يوجد تعريف حديث للفلزات هى أن الفلزات توصيلها وتكافؤها يتعدى تركيبها الإلكتروني . ويفتح هذا التعريف الفرصة للبوليمرات الفلزية والفلزات العضوية الأخرى ، والتى تم تصنيعها بالأبحاث المتقدمة ويتم إستخدامها في الأجهزة ذات التقنية العالية .

الخواص الفيزيائية
الفلزات لها خواص فيزيائية مميزة : فإنها غالبا ما تكون لامعة ( لها بريق ) ، ذات كثافة عالية ، يمكن سحبها ، يمكن طرقها ، وغالبا درجة إنصهار عالية ، كما أنها صلبة وجيدة التوصيل للكهرباء والحرارة . ويرجع هذا بصفة عامة لكثافتها القليلة ، وطراوتها ، بينما الفلزات ذات درجة حرارة الإنصهارالمنخفضة تكون نشيطة ونادرا ما يمكن تواجدها في حالتها العنصرية الفلزية .
وتحدث خاصية التوصيل غالبا لأن كل ذرة يكون بها إلكترونات غير مرتبطة جيدا في غلافها الأخير (إلكترون التكافؤ) ، وعلى هذا يتكون ما يشبه البحر حول كاتيون نواة الفلز مما يسبب خاصية التوصيل.
معظم الفلزات غير ثابتة كيميائيا ، تتفاعل مع الأكسجين في الهواء لتكوين أكاسيد بمرور الوقت (الحديد يصدأ على مر السنين ، يحترق البوتاسيوم في ثواني ، الفضة تفقد لمعانها في شهور ). تتفاعل الفلزات القلوية أسرع ، يتبعها الفلزات القلوية الترابية والتى توجد في أيمن الجدول الدوري . وتأخذ الفلزات الإنتقالية وقت أطول لتتأكسد ( مثل الحديد ، النحاس ، النيكل ) بينما لا يتفاعل البالاديوم ، الذهب ، البلاتين مع الأكسجين الجوي على الإطلاق (ولهذا يتم صنع المصاغ منهم ) . بعض الفلزات تكون طبقة ساترة من الأكسيد على سطحها والتى لا يمكن إختراقها بجزيئات الأكسجين ولهذا فإنها تحتفظ بخاصية اللمعان والتوصيل لعقود عديدة ( مثل الألومنيوم ، بعض أنواع الصلب ، التيتانيوم وغيرها ) . وبالنسبة للفلزات الأخرى يتم طلائها
بالبويات، أوبالطلاء الكهربي لمنع تأكسدها . وان الذرة اصغر جزء ويحمل الخواص الكيميائية له
الافلزات
الافلزات مثل الفلزات وأشباه الفلزات إحدى السلاسل الكيميائية ، وتتميز بخصائص معينة من ناحية التأين والترابط . وتنبع هذه الخواص من ان اللافلزات عالية السالبية الكهربية ، أى أنها تكتسب إلكترونات التكافؤ من الذرات الأخرى أسرع من فقدها .
اللافلزات مرتبة حسب الرقم الذري هى كالتالى :
هيدروجين ( H )
كربون ( C )
نيتروجين ( N )
أكسجين ( O )
فلور ( F )
فسفور ( P )
كبريت ( S )
كلور ( Cl )
سيلينيوم ( Se )
بروم ( Br )
يود ( I )
أستاتين ( At )
معظم اللافلزات توجد فى أعلى الجانب الأيسر من الجدول الدوري ، فيما عدا الهيدروجين والذى يتم وضعه عادة فى أعلى الجانب الأيمن مع الفلزات القلوية ، ولكنه يتصرف مثل اللافلزات فى معظم الأحيان . اللا فلزات عكس الفلزات من حيث التوصيل الكهربى ، فهى إما عازلة أو شبه موصلة . ويمكك أن تقوم اللافلزات بتكوين رابطة أيونية مع الفلزات بإكتساب الإلكترونات ، أو تكون رابطة تساهمية مع لا فلزات أخرى . وتكون أكاسيد اللافلزات حمضية .
ورغم أنه يوجد 12 عنصر معروف من اللافلزات بالمقارنة بما يزيد عن 90 من الفلزات ، فإن اللافلزات يتكون منها معظم الأرض تقريبا ، وخاصة الطبقات الخارجية . وتتكون الكائنات الحية كلها تقريبا من اللافلزات . ويوجد كثير من اللافلزات ( الهيدروجين ، النيتروجين ، الأكسجين ، الفلور ، الكلور ، البروم ، اليود فى حالة جزئي مزدوج الذرة ، و الباقى معظمه يوجد فى حالة جزيئ عديد الذرات
الفلزات القلوية
هي سلسلة كيميائية. وهي العناصر الموجودة في المجموعة الأولى في الجدول الدوري، باستثناء الهيدروجين وهي : ليثيوم، صوديوم، بوتاسيوم، روبيديوم، سيزيوم، فرنسيوم. وكل هذه العناصر نشيطة كيميائيا ولذا فمن النادر وجود أي عنصر منها في حالته المفردة.
الفلزات القلوية لها لون فضي وليست صلبة كما أنها ذات كثافة قليلة، وتفاعل بشدة مع الهالوجينات لتكوين ملح أيونى، وتتفاعل مع الماء لتكوين هيدروكسيد قلوي (قاعدي). ويكون لكل عناصر هذه السلسة إلكترون في غلافها الخارجي، ولذا فإنها تصل إلى وضع الطاقة الأفضل لها بغلاف إلكتروني ممتلئ عن طريق فقد إلكترون لتكوين أيون له شحنة موجبة قيمتها 1.
عنصر الهيدوجين بإلكترونه الوحيد يوضع في أعلى المجموعة الأولى ولكنه ليس من الفلزات، بالإضافة إلى أنه يوجد في الطبيعة على هيئة غاز ثنائى الذرة. ولإزالة إلكترون الهيدروجين الخارجى يلزم كمية من الطاقة أكبر من الكمية اللازمة لتحريك الإلكترون الخارجي للفلزات. والهيدروجين يماثل الهالوجينات في أنه يحتاج إلى إلكترون لملئ غلاف الطاقة الخارجي له، وعلى هذا فيمكن اعتبار أن الهيدروجين يتصرف مثل الهالوجينات في بعض الظروف وينتج من ذلك أيون الهيدرايد.وقد تم تحضير بعض المركبات من الهايدرايد وبعض الفلزات القلوية.
تحت ظروف الضغط العالية مثل التي توجد في داخل كوكب المشتري، يمكن للهيدروجين أن يكون في صورة معدنية ويتصرف مثل الفلزات القلوية، راجع الهيدروجين المعدني.
الهالوجينات
الهالوجينات هى سلسلة كيميائية . وتتكون من العناصر الموجودة فى المجموعة 17 والتى كانت تسمى قديما ( VII or VIIA ) من الجدول الدوري وهى : الفلور ، الكلور ، البروم ، اليود ، الأستاتين والأنون سيبتيوم . ويعنى أصل كلمة هالوجين بالإغريقية إلى مكون الملح .
جزيئات هذه العناصر ثنائية الذرة فى حالتها الطبيعية . وتحتاج إلى إلكترون واحد لملئ غلافها الإلكتروني الأخير ، ولذا فإنها تميل لتكوين أيون سالب أحادى الشحنة . وهذا الأيون السالب يسمى بأيون الهاليد ، فالأملاح التى تحتوى الأيونات تسمى هاليدات .
الهالوجينات عالية النشاط الكيميائي . ولذا فإنها يمكن أن تكون مضرة للكائنات الحية . الكلور واليود يتم إستخدامها كمهطر فى عديد من الإستخدامات مثل : ماء الشرب ، أحواض السباحة ، الجروح الحديثة ، الصحون ، السطوح .فلهما القدرة على قتل البكتريا والكائنات الدقيقة الأخرى التى قد تكون ضارة ، فيما يسمى بعملية التطهير . كما يتم إستخدام خاصية النشاط الكيميائي فى عملية التبييض . الكلور هو المكون النشيط لمعظم مبيضات الأقمشة ويستخدم فى معظم المنتجات الورقية .
يتحد أيون الهاليد مع ذرة هيدروجين لتكوين الأحماض الهيدرولية ( HF ، HCl ، HBr ، HI ) ، وهى سلسلة من الأحماض القوية . ( يمكن أن يوضع أيضا HAt حمض الهيدراستاتيك كان يجب أن يوضع معهم ولكن نظرا لأن ليس ثابت على فإنه لا يوضع الإطلاق من ناحية تحلل ألفامعهم .
كما أن الهالوجينات تتفاعل مع بعضه ليتنتج بين الهالوجينات ومركب ين الهالوجين ثنائى الذرة وله صفات مشابهه للهالوجينات .
كثير من المركبات العضوية مثل البوليمرات والبلاستيك و بعض المكبات العضوية الطبيعية تحتوى على ذرات هالوجين وتعرف هذه المركبات بالمركبات المتحدة مع الهالوجينات . الكلور حتى الآن أكثر الهالوجينات وفرة كما ان الحاجة له كبيرة للغاية ( أيون الكلوريد ) فى جسم الإنسان . فمثلا يقوم الكلور يلعب دور أساسي فى بعض العمليات التى تتم فى المخ حمض جاما-أمينو بيوتيرك ، كما يستخدمه الجسم لإنتاج حمض المعدة . كما يستخدم اليود لإنتاج هرمونات الثايرود مثل ثايروكسين . ومن ناحية أخرى لا يعتقد بأن الفلور أو البروم يلعبا دور مهم فى جسم الإنسان ، على الرغم من أن كميات ضئيلة من الفلور يمكن أن تقوم بتبييض الأسنان .
ويلاحظ ان الهالوجينات لها إتجاه يمكن رصده عند النزول فى المجموعة ، فإنه يلاحظ أن السالبية الكهربية والنشاطية تقل ، أما درجة حرارة الغليان والإنصهر تزيد .
هالوجين الكتلة الذرية درجة الإنصهار K درجة الغليان K السالبية الكهربية
فلور 19 53.53 85.03 3.98
كلور 35.5 171.6 239.11 3.16
بروم 80 265.8 332.0 2.96
يود 127 396.85 457.4 2.66
أستاتين 210 575 610 2.2
أنون سيبتيوم 291* * * *
* أنون سيبتيوم لم يتم إكتشافه بعد ، ولذا فإنه إما أن لا يوجد له قيم فلا يتم كتابة شئ فى خواصه او تكون هذه القيم يتم حسابها عن طريق عناصر أخرى متشابهه .

موضوع رائع

يسلمو الايادي