البحث عن المعادن واللافلزات، الطبيعة تحتوي على العديد من العناصر من حولنا، والتي تنقسم إلى معادن وغير فلزية. أما المعادن فهي مجموعة من العناصر فيها إلكترونات وعناصر موجبة وعناصر سلبية أخرى، بينما: اللافلزات هي عناصر غير صلبة وموصلات ضعيفة للكهرباء، وللمعادن واللافلزات خصائص سأناقشها.
مقدمة عن المعادن واللافلزات
للمعادن خواص معينة وللمعادن خواص أخرى، وهناك عدة اختلافات بين المعادن واللافلزات، وتشمل هذه الاختلافات قوة أو ضعف توصيل الكهرباء أو موصلية الحرارة والاختلافات الأخرى التي تميز كل عنصر. عن الآخر، وبسبب هذه الاختلافات، لكل منهما استخدامات مختلفة عن الأخرى.
أنظر أيضا: أهم استخدامات وخصائص وأنواع معادن الأرض القلوية
خصائص المعادن
- المعادن موصلات جيدة للحرارة والكهرباء.
- تتمتع المعادن بدرجة من اللمعان، وتتميز بالليونة والقدرة على التصدع دون تكسير، والسبب كثافتها العالية، فالمعادن طيّعة وقابلة للطرق.
- المعادن لها درجة انصهار وغليان عالية، أي أنها تذوب عند درجة حرارة عالية بدلاً من درجة حرارة منخفضة.
- تميل المعادن إلى تكوين أيونات موجبة بفقدان الإلكترونات.
- تعتبر الروابط المعدنية الكيميائية من أقوى الروابط، ويمكن للمعادن أن تترابط مع معادن أخرى بالإضافة إلى غير المعادن.
- المعادن لها القدرة على تشكيل السبائك.
- تشكل المعادن معظم جسم الإنسان وقشرة الأرض.
- تصنف معظم المعادن على أنها عناصر غير مستقرة كيميائيًا لأنها تتفاعل بسرعة مع الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي وبالتالي تتأكسد.
- الفلزات القلوية هي الأكثر تفاعلًا بين المعادن وتعتبر قوية ومتينة على الرغم من ليونة.
- تتشكل الروابط الأيونية بين العناصر المعدنية نفسها أو بين العناصر المعدنية والعناصر غير المعدنية، وتعتبر هذه الروابط الأيونية من أقوى الروابط الكيميائية.
- كما أن هناك روابط قوية بين ذرات المعدن، مما يجعل من الصعب فصل ذراته عن بعضها البعض.
- تشكل المعادن أو المعادن أحد أهم مكونات جسم الإنسان: الكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والحديد والبوتاسيوم والزنك.
- تشكل المعادن أيضًا معظم قشرة الأرض، مثل الألومنيوم والكالسيوم والحديد والبوتاسيوم والمغنيسيوم والمنغنيز والتيتانيوم.
تصنيف المعادن في الجدول الدوري
- الفلزات القلوية. وهي عناصر المجموعة الأولى من الجدول الدوري، وتتميز هذه العناصر بقدرتها على الذوبان والتشكيل مرة أخرى، وتتميز بانخفاض كثافة وكثافة التفاعل، ويمكن إضافة مواد أخرى بالقلويات. المعادن، وعادة ما يكون نوعًا من المحاليل المعقدة التي لها تفاعلات مميزة، مثل ملح الطعام.
- المعادن الأرضية القلوية. وهي العناصر الموجودة في المجموعة الثانية من الجدول الدوري، وتتميز هذه العناصر بصلابتها وبريقها ودرجة قابليتها للتطويع.
- المعادن الأساسية. إنها معادن موصلة جيدة للكهرباء والحرارة ولها بريق معدني ويمكن تشكيلها.
- المعادن الانتقالية. إنها معادن تحتوي على حالات أكسدة متعددة، تتميز بما يسمى الصدأ. تتميز هذه الجودة بالذوبان عند درجة حرارة عالية، وهذا النوع أقل تفاعلًا مع العناصر الأخرى. من الممكن أن تتشكل مرة أخرى. يتم إنتاج هذه المعادن الانتقالية بناءً على درجة انصهار كل معدن، بما في ذلك أمثلة على أن هذه المعادن هي النحاس والحديد.
- معادن نبيلة. لها اسم آخر وهو المعادن الثمينة، وسبب تسميتها بهذا الاسم أنها لا تتحد مع عناصر أخرى وهي في صورة نقية في الطبقة العليا من الأرض خالية من أي شوائب. التفاعل مع أي عناصر أخرى مثل الذهب.
- معادن ضعيفة. لا يستخدم هذا النوع من المعدن بمفرده، بل يجب استخدامه مع أنواع أخرى من المعادن الأقوى، ويستخدم في العديد من الصناعات، مثل القصدير والرصاص.
أنظر أيضا: أهم استخدامات وخصائص وأنواع معادن الأرض القلوية
سبيكة
السبيكة عبارة عن مزيج من المواد المعدنية، وتحتوي السبيكة على عنصر معدني واحد على الأقل، مثل الفولاذ والحديد والنحاس والبرونز، وتُصنع هذه السبائك للاستخدام في تطبيقات محددة.
ومن الأمثلة على هذه التطبيقات المحركات النفاثة التي تحتوي على أكثر من عشرة مكونات.
العوامل المؤثرة على الروابط المعدنية
- كثافة الشحنة التي يكتسبها أيون عندما يفقد جميع إلكتروناته الموجودة في مداره الأخير، والعلاقة بين قوة الرابطة المعدنية وكثافة الشحنة هي علاقة مباشرة، فكلما زادت كثافة الشحنة، كانت أقوى وأعلى الرابطة المعدنية
- حجم الأيون يتناسب طرديا مع عدد المدارات.
خصائص الروابط المعدنية
- إنها رابطة كيميائية تحدث بين عنصرين معدنيين.
- لا تفقد المعادن إلكترونات التكافؤ الخاصة بها ولا تشاركها مع الذرات المجاورة، بل تتداخل مجالات الطاقة الخارجية وتشكل نمطًا من الإلكترونات الحرة.
- لا ترتبط الإلكترونات الموجودة في مجالات الطاقة الخارجية لذرات المعدن بسهولة بأي ذرة معينة، ولكن يمكن نقلها بسهولة من ذرة إلى أخرى حتى تشكل أيونات معدنية موجبة.
- تعتمد الروابط المعدنية على التجاذب بين الجسيمات الموجبة والسالبة الشحنة، وهي خاصية مشتركة بين الروابط الأيونية.
- تشكل المعادن والمركبات الأيونية شبكة بلورية في الحالة الصلبة.
خصائص المعادن
- لديها طاقة أيونية عالية.
- موصل ضعيف للحرارة والكهرباء.
- إنها مواد هشة وليست مرنة.
- يكاد لا يلمع.
- يكتسب بسهولة الإلكترونات أثناء التفاعلات الكيميائية.
- لديها درجة غليان وانصهار منخفضة.
- هذا البند لا يرن.
- تتفاعل مع الأكسجين وتشكل أكاسيد حمضية.
- هذه العناصر لا تتفاعل مع الأحماض المخففة.
- حالات المادة صلبة أو سائلة أو غازية.
- لها كثافة منخفضة مقارنة بالمعادن. من أمثلة اللافلزات الكلور والهيليوم والكبريت.
شكل اللافلزات في الجدول الدوري
- الهالوجينات. التي تحتل المجموعة السابعة من الجدول الدوري وتعتبر من أكثر المجموعات تنوعًا بما في ذلك الصلب بما في ذلك الغازات مثل الكلور والفلور.
- غازات صادقة. تم إعطاء هذا الاسم لهم لأنهم لا يميلون إلى التفاعل والترابط مع العناصر الأخرى.
الفرق بين المعادن واللافلزات
- المعادن هي موصلات جيدة للحرارة والكهرباء، على عكس اللافلزات، وهي عوازل للحرارة والكهرباء.
- يمكننا إعادة تشكيل المعادن عن طريق الطرق والرسم، ولكن يمكن أن تتحطم اللافلزات أو تنكسر عندما نحاول إعادة تشكيلها أو تعريضها للضربات والسحب.
- عادة ما تعكس المعادن الضوء بسبب سطحها الأملس على عكس اللافلزات.
- معظم المعادن غير مستقرة كيميائيًا، لأنها تتفاعل مع الأكسجين والصدأ بمرور الوقت، وهذا ليس هو الحال مع اللافلزات.
- تميل معظم المعادن إلى فقد الإلكترونات، بينما تميل اللافلزات إلى اكتساب الإلكترونات.
- تحتوي الطبيعة على عدد كبير من اللافلزات وتحتوي على كمية نادرة من المعادن بالرغم من وجود 90 نوعًا من المعادن و 12 نوعًا فقط من اللافلزات.
- توجد اللافلزات في أجسام الكائنات الحية، بينما توجد المعادن في الصخور والتربة.
خصائص ميتالويد
هناك عناصر تختلف خصائصها بين المعادن واللافلزات، وتسمى هذه العناصر شبه المعدنية، مثل السيليكون والبورون والأنتيمون والزرنيخ والجرمانيوم والتيلوريوم. تتميز العناصر غير المعدنية بعدة خصائص. بمعنى آخر.
- لديه القدرة على فقدان أو اكتساب الإلكترونات أثناء التفاعل.
- تميل إلى أن تكون مرنة.
- هذه العناصر تأتي في أشكال عديدة.
- إنه أشباه موصلات جيدة.
- إنها توصل الحرارة والكهرباء، ولكن ليس بقدر المعادن التي هي أقوى منها.
- مشرق وشاحب اللون.
أنظر أيضا: أين السيلينيوم وما هي فوائده؟
نتائج البحث عن المعادن وغير المعدنية
في نهاية رحلتنا في البحث عن المعادن واللافلزات، تحتوي الطبيعة كلها من حولنا على العديد من العناصر، منها معادن، ولا فلزات، وهناك شبه فلزات، ولكل منها ؛ خصائصه التي تميزه عن الآخرين وتجعل كل عنصر أو مجموعة عناصر مفيدة للاستخدام في مجالات معينة. تحدثت بالتفصيل عن الاختلافات بينهم وخصائص كل منهم.