الفلزات هي أحد العناصر التي تم اكتشافها قبل أربعة آلاف عام، حيث استخدمها الإنسان القديم في حياته اليومية. ينتشر وجودها حيث تشكل حوالي ثلاثة أرباع العناصر الكيميائية الموجودة في الطبيعة.
تشكل جزء كبير من القشرة الأرضية، كما تدخل في تركيب جسم الإنسان، مثل: الكالسيوم، والمغنيسيوم والزنك، والحديد، وغيرها الكثير. تتمتع بمجموعة من الخصائص، وتدخل في العديد من الصناعات التي أحدثت تطورًا ملحوظًا في حياة البشرية.
الفلزات هي إحدى العناصر الكيميائية التي تفقد الإلكترونات السالبة وتكون الأيونات الموجبة، وهي عبارة عن شبكة الأيونات الموجبة التي تحيط بالإلكترونيات.
الفلزات هي أكثر العناصر الكيميائية انتشارًا، وتشكل حوالي 75% من العناصر الكيميائية المعروفة.
كما أنها تشكل أغلب عناصر الجدول الدوري، حيث بلغ عددها حوالي 95عنصر من أصل 118عنصر.
تتواجد بكثرة في القشرة الأرضية، ومن أشهرها: الحديد والألومنيوم والبوتاسيوم والماغنسيوم والصوديوم والذهب والفضة والزنك وغيرها الكثير.
تعددت استخدامات العناصر الفلزية نظرًا لخصائصها الكيميائية المثالية، الأمر الذي دفع العلماء لدراستها لمعرفة أنواعها واستخداماتها وخصائصها الكيميائية والفيزيائية المتعددة.
الغلاف الجوي ما هو طبقاته؟؟ و تكوينه وخصائصه الفيزيائية
أكدت الدراسات والأبحاث العلمية على أن الفلزات تتكون من مواد صلبة بلورية الشكل غير معقدة.
توجد ثلاثة هياكل للعناصر الفلزية وهي المكعب الذي يتمحور حول الجسم، والمكعب الذي يتمركز حول الوجه، والمغلق السداسي.
كما تتكون الشبكة البلورية للفلزات من ترتيب الذرات المتراصة بشكل ثلاثي الأبعاد.
تختلف العناصر الفلزية في قدرتها على التفاعل الكيميائي، حيث يتميز البوتاسيوم والليثيوم بأنها أكثر تفاعلية مقارنة بالذهب والفضة.
تميل الفلزات إلى التفاعل مع العناصر اللافلزية، حيث تكمل اللافلزات الإلكترونات التي تحتاجها لغلافها الأخير من بعض العناصر الفلزية.
تنقسم الفلزات إلى مجموعة من العناصر، تتميز كل مجموعة بخصائصها المختلفة عن الأخرى، وهي كالتالي:
يطلق عليها البعض اسم الفلزات الكريمة نظرًا لغلو ثمنها، توجد في الطبقات العليا للأرض، وهي نقية وخالية من الشوائب تمامًا.
توجد بشكل منفرد، وتتميز بمجموعة من الخصائص أهمها أنها لا تتفاعل ولا تتحد مع غيرها من العناصر.
تتميز بقيمتها الاقتصادية العالية، ومن أشهر أنواعها: الذهب والفضة.
عكس الفلزات النبيلة لأنها تتميز بقدرتها على التفاعل والاتحاد مع العناصر الأخرى خاصة الماء.
درجة انصهارها منخفضة لذا يمكن صهرها وإعادة تشكيلها مرة أخرى وتدخل في الكثير من الصناعات.
كما يمكن إضافة بعض المواد الأخرى إليها، لتكون محاليل مركبة جديدة، ومن أشهر أمثلتها: الصوديوم والبوتاسيوم.
توجد في الحالة الصلبة باستثناء الزئبق الذي يوجد في الحالة السائلة، يمكن صهرها وإعادة تشكيلها مرة أخرى عند تعرضها لدرجة حرارة عالية.
ويصنع هذا النوع من الفلزات حسب درجة حرارة كل فلز، ومن أمثلتها: الحديد والنحاس.
عرفت بهذا الاسم لأنها لا تستخدم منفردة، فهي تعتمد على عناصر أخرى أقوى منها، حيث تستطيع هذه الفلزات الأقوى التأثير على عمليات التصنيع.
تدخل في العديد من الصناعات، وأشهر أنواعها: القصدير والرصاص.
كيف بدأ الكون؟ نظرية فيزيائية جديدة تفترض أنه لا نهائي ودون بداية أصلًا! | س/ج في دقائق
تتمتع بمجموعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي يمكن تلخيصها في التالي:
تتمتع كل العناصر الفلزية بأنها جيدة التوصيل للحرارة والكهرباء، لذا تدخل في العديد من الصناعات التي تستفيد من هذه الخاصية، مثل: صناعة أواني الطهي والأسلاك الكهربائية.
تتميز بكثافتها العالية وسهولة التشكيل عند تعرضها لعوامل الانصهار، لتكون صفائح يسهل استخدامها في العديد من الصناعات كصناعة السيارات وأواني الطهي.
تستطيع العناصر الفلزية التمدد والتشكيل على الهيئة المطلوبة وفقًا لدرجات حرارة معينة، كما تتمتع بالمتانة والصلابة عقب التشكيل.
الأمر الذي جعلها خيارًا مثاليًا في أعمال اللحام، كما تستخدم في صناعة أسلاك الكهرباء.
تتمتع بعضها بالمظهر اللامع البراق، في حين يفتقر بعضها لهذه الخاصية نظرًا للظروف البيئية، كما تصدر صوتًا عند اصطدامها مع الأجسام الصلبة.
تتميز الفلزات بمجموعة من الخصائص الكيميائية أهمها ما يلي:
تتفاعل العناصر الفلزية النشطة في الماء، وأشهرها تفاعل الصوديوم مع الماء في وجود الأكسجين لينتج طاقة حرارية عالية، لذا يحفظ الصوديوم في أوعية خاصة لتجنب تعرضه للماء والاكسجين.
وينتج من هذه التفاعلات غاز الهيدروجين، فعند تفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك ينتج كلوريد الزنك وغاز الهيدروجين.
لا تتفاعل جميعها مع القواعد، تنتج المجموعة التي تتفاعل مع القواعد أملاحًا معدنية وغاز الهيدروجين.
توجد في الطبيعة على هيئة أكاسيد، حيث تنتج أكاسيد الفلزات من احتراق هذه العناصر الفلزية في وجود الأكسجين، مثال على ذلك: أكسيد المغنيسيوم الناتج عن حرق المغنيسيوم في وجود الأكسجين.
نشأة الكون | حامل نوبل الفيزياء يطرح نظرية جديدة: بدأ منظمًا ثم حدث الانفجار العظيم |ترجمة في دقائق
ترتفع القيمة الاقتصادية للفلزات حيث تدخل في الكثير من الصناعات، إليكم أبرز هذه الصناعات:
صناعة الآلات والمعدات الالكترونية التي لا يمكن الاستغناء عنها، مثل: الثلاجات والتلفاز والهواتف النقالة وغيرها.
تدخل في صناعة المعدات الطبية الهامة، مثل: المقص والمشرط، والإبر، إضافة إلى دورها في صناعة البدائل الصناعية مثل الأطراف الصناعية والمفاصل.
تدخل في صناعة مواد البناء وتساهم في تقوية الأساسات وتدعم الخرسانة وإنشاء الأعمدة.
يستخدم الألمنيوم والنحاس في صناعة أواني الطهي لأنه جيد التوصيل للحرارة، كما يستخدم النحاس في صناعة أسلاك الكهرباء لأنها جيدة التوصيل للكهرباء.
كما تستخدم في صناعة التوربينات والمفاعلات النووية والمولدات والمحولات الكهربائية، علاوة على استخدامها في صناعة المصابيح الكهربائية.
يستخدم الذهب والفضة في صناعة الحلي والمجوهرات كما تدخل الفلزات في صناعة كل وسائل النقل من سيارات وقطارات وطائرات.
تلعب الفلزات دورًا كبيرًا في تطوير علم الفضاء حيث تدخل في صناعة الصواريخ والمركبات الفضائية والأقمار الصناعية.
إضافة إلى دورها الكبير في تطوير الزراعة حيث تصنع معظم أدوات الزراعة الحديثة من بعض العناصر الفلزية، مثل: الجرارات، والمحاريث.
الألمنيوم هو أكثر الفلزات تواجدًا في العالم، حيث يشكل حوالي 8%من القشرة الأرضية، لا يوجد منفردًا بل يتحد مع غيره من العناصر.
يتميز هذا الفلز بالعديد من الخصائص النادرة، أهمها خفة الوزن، الليونة والصلابة، مقاومة الصدأ، إضافة إلى قدرته على الذوبان في الماء.
هناك اعتقاد خاطئ بأن الذهب والفضة هي من الفلزات الأغلى عالميًا، إلا أن هناك فلز آخر تم تصنيفه على أنه الأغلى ألا وهو فلز الروديوم.
يتميز الروديوم بالعديد من المميزات، فهو إحدى العناصر النادرة الذي يشار إليه بالرمز الكيميائي Rh ويحمل العدد الذري 2.
ينتمي إلى عائلة البلاتينيوم الشهيرة، ويتميز باللون الرمادي المائل للأبيض، يدخل في العديد من الصناعات حيث يستخدم في زيادة صلابة السبائك وصناعة المجوهرات وصناعة الكيماويات.
ريتشارد فاينمان | حقائق عن عالم الفيزياء ريتشارد فاينمان
فلز التنجستن هو أقوى الفلزات على الإطلاق، يتمتع هذا الفلز بالعديد من الخصائص وأهمها، الكثافة العالية، حيث تصل درجة انصهاره إلى 6191.6 فهرنهايت.
شاع استخدامه في التطبيقات العسكرية، حيث يستخدم في صناعة القذائف، إضافة إلى استخدامه في صناعة خيوط المصابيح الكهربائية.
وجدير بالذكر أن أكثر الفلزات قساوة هو الكروم، كما تم تصنيف سبائك الفولاذ على أنها أقوى السبائك على الإطلاق.
موضوعات متعلقة
نسخة للطباعة
