ما هي اللافلزات؟
اللافلزات: هي مواد لها طاقة تنشيط محدودة (فجوة نطاق) للتوصيل الإلكتروني وهذا يعني أنّ اللافلزات تعرض موصلات كهربائية سائبة منخفضة (عوازل) إلى معتدلة (أشباه موصلات) والتي تزداد مع زيادة درجة الحرارة وتخضع لانهيار العزل الكهربائي عند الفولتية العالية ودرجات الحرارة مثل المعادن.
قد تحدث اللافلزات في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية ومع ذلك على عكس المعادن تعرض اللافلزات مجموعة واسعة من الخواص الميكانيكية والبصرية بدءاً من الهش إلى البلاستيك ومن الشفافة إلى غير الشفافة، وتحتل العناصر اللافلزية الزاوية اليمنى العليا من الجدول الدوري، تشمل اللافلزات المجموعة اللافلزية والهالوجينات والغازات النبيلة هذه العناصر لها خصائص كيميائية متشابهة تختلف عن العناصر التي تعتبر معادن، ومجموعة العناصر اللافلزية هي مجموعة فرعية من هذه العناصر حيث تتكون مجموعة العناصر اللافلزية من الهيدروجين والكربون والنيتروجين والأكسجين والفوسفور والكبريت والسيلينيوم، يعمل الهيدروجين كمادة غير معدنية في درجات الحرارة والضغط العاديين ومن المقبول عموماً أن يكون جزءاً من المجموعة اللافلزية.
تصنيف اللافلزات:
من وجهة نظر كيميائية يمكن تقسيم اللافلزات إلى فئتين، وهما: المواد التساهمية والتي تحتوي على ذرات ذات أحجام صغيرة وسلبية كهربائية عالية وشغور منخفض التكافؤ لنسب الإلكترون وميل واضح لتكوين أيونات سالبة في التفاعلات الكيميائية والسلبية حالات الأكسدة في مركباتها والفئة الثانية هي المواد الأيونية والتي تحتوي على ذرات صغيرة وكبيرة، يمكن تكوين الأيونات عن طريق إضافة إلكترونات إلى ذرات صغيرة أو عن طريق استخلاص إلكترونات من ذرات كبيرة موجبة للكهرباء في المواد الأيونية.
وتوجد اللافلزات إما كأنيونات أحادية الذرة على سبيل المثال: (F – in NaF) أو كمكونات للأنيونات متعددة الذرات على سبيل المثال: (N وO في NO3 في NaNO3) وعندما تكون في شكل مواد عنصرية بسيطة، فإنّ حوالي (25) أو (22٪) من العناصر المعروفة تشكل اللافلزات عند درجات الحرارة والضغوط العادية بما في ذلك جميع العناصر الموجودة في الكتلة (S) من الجدول الدوري وحوالي (58٪) من العناصر الموجودة في الكتلة (P).
ما هي خصائص اللافلزات؟
- باهتة، ليست لامعة.
- موصل ضعيف للحرارة.
- موصل ضعيف للكهرباء.
- طاقات عالية التأين عالية الكهربية.
- غير مرن أو مطيل وعادةً ما يكون هشاً.
- كثافة أقل (بالمقارنة مع المعادن).
- انخفاض نقطة الانصهار ونقاط الغليان (بالمقارنة مع المعادن).
- يكتسب الإلكترونات في التفاعلات وتصبح أيونات.
- الحالة الفيزيائية: توجد معظم المعادن غير الفلزية في حالتين من حالات المادة الثلاث عند درجة حرارة الغرفة: الغازات (الأكسجين) والمواد الصلبة (الكربون).
- المركبات المكونة بالكامل من اللافلزات هي مواد تساهمية، حيث تشكل بشكل عام أكاسيد حمضية أو متعادلة مع الأكسجين الذي يذوب في الماء لتكوين الأحماض.
حقائق عن اللافلزات:
يتكون الماء من اثنين من اللافلزات الأكسجين والهيدروجين حتى عند حساب الهالوجينات والغازات النبيلة، لا يوجد سوى (18) عنصرًا في الجدول الدوري تعتبر غير معدنية يمكن أن تكتسب العديد من اللافلزات خصائص معدنية تحت ضغوط عالية جداً، وقد حصل السيلينيوم على اسمه من الكلمة اليونانية (selene) والتي تعني (القمر) والكربون هو العنصر الوحيد الأكثر أهمية لوجود الحياة على الأرض.
يشكل النيتروجين والأكسجين معظم الغلاف الجوي للأرض حيث يشكل النيتروجين (78) في المائة والأكسجين حوالي (21) في المائة، العناصر الأربعة الأكثر وفرة بالكتلة في جسم الإنسان هي اللافلزات الأخرى، بما في ذلك الأكسجين (65٪) والكربون (18٪) والهيدروجين (10٪) والنيتروجين (3٪) ويعتبر الأكسجين أكثر العناصر اللافلزية الأخرى وفرة في قشرة الأرض وهو العنصر الوحيد الأكثر وفرة في قشرة الأرض.
في كثير من الحالات تمكننا الاتجاهات في الكهربية من التنبؤ بنوع الترابط والحالات الفيزيائية للمركبات التي تشتمل على اللافلزات فمن الطبيعي أنّ الكهربية تتناقص كلما تحركنا لأسفل في مجموعة معينة وتزداد كلما تحركنا من اليسار إلى اليمين عبر فترة، تمتلك اللافلزات كهرومغناطيسية أعلى من المعادن والمركبات المتكونة بين المعادن واللافلزات تكون عموماً أيونية بطبيعتها بسبب الاختلافات الكبيرة في الكهربية فيما بينها.
تشكل المعادن الكاتيونات وتشكل اللافلزات الأنيونات والمركبات الناتجة تكون صلبة في الظروف العادية من ناحية أخرى، فإنّ المركبات التي تتكون بين اثنين أو أكثر من اللافلزات لها اختلافات طفيفة في الكهربية بين الذرات ونتائج الترابط التساهمي (تقاسم الإلكترونات)، حيث تميل هذه المواد إلى أن تكون جزيئية بطبيعتها وغازات أو سوائل أو مواد صلبة متطايرة في درجة حرارة الغرفة وضغطها.
في العمليات الكيميائية العادية لا تشكل اللافلزات أيونات موجبة أحادية الذرة (كاتيونات) لأنّ طاقات تأينها عالية جدًا وجميع الأيونات أحادية الذرة اللافلزية هي الأنيونات مثل: أيون الكلوريد (–Cl)، أيون النيتريد (N-3)، وأيون السلينيد (–CN).
