الكيمياءعلوم

موقع الفلزات في الجدول الدوري.

يمكن تسمية عدة مجموعات من العناصر بالمعادن.

فيما يلي نظرة على موقع المعادن في الجدول الدوري وخصائصها المشتركة:

أمثلة على المعادن.

معظم العناصر الموجودة في الجدول الدوري هي المعادن ، بما في ذلك الذهب والفضة والبلاتين والزئبق واليورانيوم والألمنيوم والصوديوم والكالسيوم. السبائك ، مثل النحاس والبرونز ، هي أيضاً معادن.

يعتبر الزئبق فقط سائلاً عند درجة حرارة الغرفة وضغطها ؛ كل ما تبقى صلبة.

موقع المعادن في الجدول الدوري.

توجد المعادن على الجانب الأيسر ووسط الجدول الدوري. المجموعة IA والمجموعة IIA (الفلزات القلوية) هي أكثر المعادن نشاطاً . تعتبر عناصر الانتقال ، مجموعات IB إلى VIIIB ، معادن أيضاً.

تشكل المعادن الأساسية العنصر الموجود على يمين المعادن الانتقالية. الصفان السفليان من العناصر أسفل جسم الجدول الدوري هما اللانثانيدات والأكتينيدات ، وهما أيضاً معادن.

ساعد نموذج رذرفورد النووي للذرة في تفسير سبب اختلاف سلوك ذرات العناصر الكيميائية المختلفة. يتم تحديد هوية العنصر من خلال العدد الذري (Z) ، وعدد البروتونات في نواة ذرة العنصر. لذلك يختلف العدد الذري لكل عنصر. يتم ترتيب العناصر المعروفة بترتيب زيادة Z في الجدول الدوري.

يتم تعيين رمز فريد من حرف واحد أو حرفين أو ثلاثة لكل عنصر. يتم سرد أسماء العناصر في الجدول الدوري ، جنباً إلى جنب مع رموزها وأرقامها الذرية وكتلها الذرية. يتم تحديد كيمياء كل عنصر من خلال عدد البروتونات والإلكترونات. في ذرة محايدة ، عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات.

خصائص المعادن.

قام الجيولوجين باستخدام تركيبات كيميائية إضافةً إلى بُنيات المعادن؛ وذلك من أجل فهم أصل الصخور التي كونتها تلك المعادن، وبذلك يمكننا فهم طبيعة العمليات الجيولوجية التي تتواجد داخل أو فوق سطح الأرض، حيث بدأ الفهم غالباً في هذا المجال بمحاولات التعرف والعمل على تصنيف المعادن غير المعروفة حتى أنّ الجيولوجيين اعتمدوا على الخواص الفيزيائية والكيميائية التي يمكن ملاحظتها بسهولة.

كما قام علماء الأرض منذ القرن التاسع عشر واوآئل القرن العشرين على حمل معدّات للتحليل الكيميائي البدائي للمعادن في الميدان؛ وذلك للمساعدة في التعرف عليها، هذا فقد كان أحد هذه الإختبارات استخدام حمض الهيدروكلوريك المخفف على المعادن لمعرفة تفاعله أو عدم التفاعل بالعين المجردة، حيث يدل التفاعل (الفوران) على تصاعد ثاني أكسيد الكربون مما يعني احتمال أن يكون المعدن ذو تركيب كربوناتي، ومن أهم الخواص الفيزيائية للمعادن هي:

١. خواص بصرية.

والتي تعتمد على الضوء ومن الأمثلة عليها:

▪️ البريق: هو المظهر الذي يكون على سطح المعدن في الضوء المنعكسْ وهو نوعان (بريق فلزي وبريق لافلزي).

▪️ اللون: يعتبر لون المعدن أول الخصائص الفيزيائية التي يشاهدها الجيولوجي(عالم الأرض) والتي يستطيع تمييزها بالعين المجردة.

▪️ الشفافية: تُعبر هذه الخاصية عن قدرة المعدن على تمرير الضوء حيث تسمى المعادن التي تسمح بتمرير الضوء من خلالها بوضوح باسم المعادن الشفافة.

▪️ المخدش: هو لون المسحوق الناعم والذي تم استخلاصه بسهوله عن طريق حك المعدن على سطح لوح من الخزف الأبيض شريطة أن يكون اللوح مطفي وهو ما يُعرف باسم لوح المخدش.

٢. الخواص التماسكية.

هي خواص تعتمد على تماسك المعدن ومدى مرونته ومن الأمثلة عليها، الصلادة والإنفصال والمكسر والقابلية للطرق والسحب.

٣. خواص كهرومغناطيسية.

هذه الخواص تعتمد على الكهروبائية والمغناطيسية وتتوقف عليها، ومن الأمثلة عليها الكهرباء الحرارية والكهرباء الضغطية والمغناطيسية.

٤. الوزن النوعي: التي تعني كثافة المعدن مقارنةً بكثافة الماء حيث تُقاس نسبياً.

٥. الخواص الحرارية.

تتضمن هذه الخواص العديد من الأنواع مثل حرارة التكوين وحرارة التبلور والتوصيل الحراري والتمدد الحراري وحرارة الذوبان والقابلية للإنصهار، ولكن من أهم هذه الخواص والتي تساعد في التعرف على المعدن هي خاصة القابلية للإنصهار.

٦. خواص أخرى.

تحتوي على خواص تعتبر ثانوية مقارنة بالخواص الفيزيائية الأساسية مثل، المذاق، الملمس، الرائحة والنشاط الإشعاعي.

الفلزات القلوية.

هي سلسلة كيميائية للعناصر الموجودة في المجموعة الأولى في الجدول الدوري، باستثناء الهيدروجين وهي : ليثيوم، صوديوم، بوتاسيوم، روبيديوم، سيزيوم، فرنسيوم. وكل هذه العناصر نشيطة كيميائياً ولذا فمن النادر وجود أي عنصر منها في حالته المفردة، فغالباً ما تحفظ في الزيوت المعدنية أوالكيروسين كي لا تتفاعل مع الهواء.

الفلزات القلوية لها لون فضي وهي صلبة كما أنها ذات كثافة قليلة، وتتفاعل بشدة مع الهالوجينات لتكوين ملح أيونى، وتتفاعل مع الماء لتكوين هيدروكسيد قلوي (قاعدي)، ولكن لا يكون ذلك إلا بعد تفجرات عنيفة!. 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.

جميع المعادن القلوية لها إلكترون خارجي في مدار s : ينتج عن هذا التكوين الإلكتروني المشترك وجود خصائص مميزة لها متشابهة جداً.

الواقع، تقدم الفلزات القلوية أفضل مثال لاتجاهات المجموعة في الخصائص في الجدول الدوري، مع العناصر التي تظهر سلوكاً متماثلاً متميزاً جيداً . تُعرف عائلة العناصر هذه أيضاً باسم عائلة الليثيوم بعد عنصرها الرئيسي.

الفلزات القلوية الترابية.

هي سلسلة العناصر الموجودة في المجموعة الثانية من الجدول الدوري وهي : بيريليوم، مغنيزيوم، كالسيوم، سترانشيوم، باريوم، راديوم (ولا يعتبر الراديوم دائماً من ضمن عناصر تلك السلسة نظراً لأن فترة عمر النصف له قليلة.

تم تسمية الفلزات القلوية الترابية بهذا الاسم على أساس أكاسيدها، الفلزات الترابية، والتي كانت أسمائها القديمة : بريليا (beryllia)، ماجنسيا (magnesia)، لايم (lime)، سترونتيا (strontia)، باريتا(baryta). وقد تم تسمية هذه الأكاسيد قلويات أرضية نظراً لطبيعتها التي تقع بين القلويات (أكاسيد الفلزات القلوية) والمعادن الأرضية النادرة (أكاسيد المعادن الأرضية النادرة).

المراجع :

الخواص الفيزيائية للمعادن/ https://e3arabi-com

“Properties of the Basic Metals Element Group”, www.thoughtco.com

فلز قلوي/ https://ar.m.wikipedia.org

فلز قلوي ترابي/ https://ar.m.wikipedia.org

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى