اقرأ في هذا المقال
الفلزات
الفلزات مصطلح يستخدم بشكل متكرر لتجميع العناصر التي تمتلك خصائص فيزيائية وكيميائية وسيطة بين تلك الخاصة بالمعادن واللافلزات، على سبيل المثال: توصل الحرارة والكهرباء بشكل أفضل من اللافلزات ولكن ليس كالمعادن (أي أنها أشباه موصلات)، كما أنّها تشكل عموماً أكاسيد مذبذبة كونها حمض وقاعدة، يتم تجميعهم معاً على شكل خط قطري عبر الكتلة (p) في الجدول الدوري من البورون إلى الأستاتين.
وعلى الرغم من أوجه التشابه في الخصائص الكيميائية والفيزيائية، تظهر أشباه الفلزات دراماتيكية الاختلاف في وفرتها في البيئة، على سبيل المثال: السيليكون (Si) هو ثاني أكثر العناصر شيوعاً في قشرة الأرض (أما الأول فهو الأكسجين) الذي يتكون من ربع كتلته وفي المقابل فإنّ معظم النظائر الطبيعية طويلة العمر للأستاتين (210At) لها عمر نصف يبلغ 8.3 ساعات فقط.
يتم تطبيق مصطلح الفلزات عادةً على مجموعة من ستة إلى تسعة عناصر (البورون، السيليكون، الجرمانيوم، الزرنيخ، الأنتيمون، التيلوريوم، البزموت، البولونيوم، الأستاتين) الموجودة بالقرب من مركز الكتلة (P)، لا توجد خاصية واحدة يمكن استخدامها لتعريف عنصر ما بشكل لا لبس فيه على أنه معدن.
نظراً لأنّ معظم أشباه الفلزات تميل إلى عرض خصائص شبه موصلة في واحد على الأقل من تعديلاتها التماثلية، فقد يتم توسيع الفئة بشكل معقول لتشمل أيضاً السيليكون الرمادي (والذي على عكس السيليكون الأبيض هو أشباه الموصلات وليس المعدن) وشكل الجرافيت للكربون (والتي على عكس شكل الماس وهي شبه معدنية وليست عازلة).
أمّا من الناحية الكيميائية، فتتوافق الفلزات مع الذرات التي تحتوي على سلبيات كهربائية وسيطة وتملك القدرة على عرض مجموعة من حالات الأكسدة الإيجابية والسلبية في مركباتها.
ما هو سبب الاختلاف في تصنيف الفلزات؟
سبب الاختلافات في التصنيف هو عدم وجود تعريف واضح لا لبس فيه لأشباه الفلزات، في الجدول الدوري كّلما نظرت إلى يسار أو يمين منطقة التقسيم المعدني أصبحت الخصائص المعدنية أو غير المعدنية أكثر وضوحاً، وكلّما اقتربت من المنطقة أصبحت الخصائص أكثر ضبابية.
ما هي عناصر الفلزات؟
فيما يلي العناصر التي تعتبر فلزات وهي:
- البورون (B).
- السيليكون (Si).
- الجرمانيوم (Ge).
- الزرنيخ (As).
- الأنتيمون (Sb).
- تيلوريوم (Te).
- بولونيوم (Po).
تمّ تصنيف هذه العناصر السبعة على أنّها فلزات في الجدول الدوري من المجموعة الثالثة عشرة إلى المجموعة السادسة عشرة.
خصائص الفلزات
تحتوي الفلزات على خصائص وسيطة بين المعادن واللافلزات فهي لديها خصائص كيميائية وخصائص فيزيائية وخصائص مشتركة فيما بينها.
- الخصائص المشتركة للفلزات: الفلزات هي موصلات جيدة وتعتمد تفاعلات الفلزات على الخصائص المشتركة فيما بينها والطاقة الكهربائية وطاقة التّأين هي بين المعادن واللافلزات.
- الخصائص الفيزيائية للفلزات: الحالة الفيزيائية لها صلبة، لها بريق معدني، تكون شبه موصلة في الطبيعة.
الخصائص الكيميائية للفلزات:
- الأكسدة: الفلزات قادرة على تشكيل الزجاج.
- عندما تختلط مع المعادن فإنّها تشكل سبائك.
- يتم تشكيل التآصل اللوني المعدني وغير المعدني.
- الذوبان: يتقلص القليل منالفلزات عندما تذوب.
- تتشكل المركبات عندما تتفاعل الفلزات مع الهالوجينات.
استخدامات عناصر الفلزات
- البورون (B): يستخدم عنصر البورون في الألعاب النارية حيث يتميز بجودة تغيير اللون إلى اللون الأخضر عند حرقه، ويعتبر عنصر البورون واحد من أكثر الفلزات انفجارًا، يتم استخدامه على شكل حمض البوريك ويمكن استخدامه كمنظف ويمكن أن يعمل البورون عند استخدامه بكميات صغيرة كعامل شبه طبيعي لمكافحة الآفات.
- السيليكون (Si): يجد السيليكون تطبيقاً في رقائق الكمبيوتر لأنّه أشباه موصلات، ويمكن استخدام السيليكون أيضاً على شكل سيليكون كمادة مانعة للتسرب على الأسطح حول أنابيب المياه.
- الجرمانيوم (Ge): يستخدم الجرمانيوم في صناعات أشباه الموصلات لتحسين الخصائص الموصلة وتستخدم أيضاً مصابيح الفلورسنت وأجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء الجرمانيوم.
- الزرنيخ (As): عندما يتم خلط الزرنيخ مع الغاليوم يمكن استخدامه كأشباه موصلات، ويجد تطبيقاً في مصابيح (LED) إنّه سام لدرجة أنّه يمكن استخدام الزرنيخ كمبيد حشري وفي الحفاظ على الخشب، وتستخدم سبائك الرصاص المستخدمة في تصنيع الرصاص الزرنيخ.
- الأنتيمون (Sb): يستخدم الأنتيمون كأحد مكونات الدهانات ومينا السيراميك في العصور القديمة، استخدم المصريون الأنتيمون كمستحضر تجميل أيضاً.
- تيلوريوم (Te): يتم استخدامه التيلوريوم كمادة مضافة في صناعة السبائك، وأيضاً يتم استخدامه في صناعة الحديد الزهر والسيراميك لمنع الصدمات الحرارية.
- البولونيوم (Po): لا يوجد استخدام كبير للبولونيوم لأنّه العنصر الأكثر ندرة وهو شديد الإشعاع وسام بطبيعته.
