الفلزات واللافلزات

ترتيب العناصر في الجدول الدوري

الجدول الدوري Periodic Table: هو مربعات تترتب في صفوف أفقية تسمى الدورات وأعمدة رأسية تسمى المجموعات، ويحتوي كل مربع على معلومات عن العنصر، منها:

-اسم العنصر

- رمزه الكيميائي

- عدد البروتونات الذي يميزه عن غيره من العناصر

مثال:

يمثل المربع الأول إلى أعلى يسار الجدول الدوري عنصر الهيدروجين، ورمزه الكيميائي H، وفي نهاية الصف الأفقي نفسه عنصر الهيليوم He.

لماذا سمي الجدول الدوري بهذا الاسم؟

تتشابه عناصر المجموعة الواحدة في خصائصها الفيزيائية والكيميائية، وتتكرر الخصائص بشكل دوري في الدورة الواحدة.

أتأمل الشكل أكتب أسماء العناصر ورموزها التي تقع في الدورة الثالثة من الجدول الدوري.   الأرغون الكلور الكبريت الفسفور السليكون الألمنيوم المغنيسيوم الصوديوم Ar Cl S P Si Al Mg Na

الفلزات وخصائصها

تقع الفلزات Metals إلى يسار الجدول الدوري وفي وسطه (ما عدا الهيدروجين)، وهي:

- عناصر صلبة في درجة حرارة الغرفة  (ما عدا الزئبق الذي يوجد في الحالة السائلة).

- لامعة وقابلة للطرق، إذ يمكن تشكيلها إلى صفائح أو رقائق كرقائق الألمنيوم المستخدمة في تغليف الأطعمة.

- قابلة للسحب، أي يمكن سحبها على شكل أسلاك كما في النحاس Cu.

توجد خصائص أخرى تميز الفلزات عن غيرها من المواد، منها التوصيل الكهربائي والتوصيل الحراري.

 

التوصيل الحراري

التوصيل الحراري Thermal Conductivity: هو قابلية العنصر لنقل الحرارة من جسم إلى آخر

.فمثلا، إذا شعرت بحرارة الملعقة عند لمسها، بعد استخدامها في تحريك الطعام الساخن، فإن ذلك يعني أنها مصنوعة من مادة موصلة للحرارة.

وتتفاوت الفلزات في قدرتها على التوصيل الحراري، فالألمنيوم والحديد أفضلها، لذلك يستخدمان في صناعة أواني الطهي

نشاط: التوصيل الحراري المواد والأدوات: 4 دبابيس تثبيت متماثلة، شمع منصهر، مصدر لهب، قضيب حديد، قضيب نحاس، قضيب غرافيت (كربون)، حامل، ملقط، ساعة وقف. خطوات العمل: 1- أجمع بياناتي: أنشئ جدولا مكونا من ثلاثة أعمدة، أعنون أولها بـ "اسم العنصر"، وثانيها بـ "نوع العنصر" (فلز/ لافلز)، وثالثها بـ "زمن سقوط الدبابيس" مقسم إلى 4 أعمدة فرعية لزمن سقوط كل دبوس. 2- أجرب: أثبت الدبابيس الأربعة المرقمة (1-4) على قضيب النحاس بشمع منصهر على كل منها، وعلى مسافات متساوية، كما في الشكل المجاور. 3- ألاحظ: أقرب أحد طرفي قضيب النحاس من مصدر اللهب، وأمسك الطرف الآخر بالملقط، ثم أحسب باستخدام ساعة الوقف زمن سقوط كل دبوس. أسجل نتائجي في الجدول. 4- ألاحظ: أكرر الخطوتين (1 و2) باستخدام قضيب الحديد مرة وقضيب الغرافيت مرة أخرى، على أن تكون المسافات بين دبابيس التثبيت على القضبان المختلفة متساوية، وأسجل نتائجي في الجدول. زمن سقوط الدبابيس المثبتة على قضيب الحديد يكون أقل من زمن سقوط الدبابيس المثبتة على قضيب النحاس والغرافيت، وزمن سقوط الدبابيس المثبتة على قضيب النحاس أقل من زمن سقوط الدبابيس المثبتة على قضيب الكربون. 5- أصنف العناصر إلى جيدة التوصيل ورديئة التوصيل للحرارة. عناصر جيدة التوصيل الحراري عناصر رديئة التوصيل الحراري النحاس والحديد الكربون 6- أحدد أي العناصر: الفلزات أم اللافلزات موصل جيد للحرارة؟ الفلزات مواد جيدة التوصيل للحرارة. 7- أستنتج العنصر الأفضل في التوصيل الحراري. أفسر إجابتي. الحديد الفلز الأفضل في التوصيل الحراري لأن زمن سقوط الدبابيس أقل.

التوصيل الكهربائي

التوصيل الكهربائي Electrical Conductivity: هو قابلية العنصر لتمرير تيار كهربائي في دارة كهربائية مغلقة.

مثال:

تستخدم أسلاك النحاس في توصيلات الدارة الكهربائية. وتعد جميع الفزات موصلة للكهرباء، إلا أنها تتفاوت في قدرتها على التوصيل الكهربائي، فالنحاس والفضة أفضلها.

أتحقق: ما خصائص الفلزات؟

 

عناصر صلبة في درجة حرارة الغرفة  (ما عدا الزئبق الذي يوجد في الحالة السائلة)،  لامعة وقابلة للطرق، قابلة للسحب، موصلة جيدة للحرارة، وموصلة جيدة للكهرباء.

 

اللافلزات وخصائصها

تصنف العناصر التي تقع إلى يمين الجدول الدوري بأنها لافلزات Nonmetals.

اللافزات: هي عناصر توجد على شكل جزيئات في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية في درجة حرارة الغرفة، فمثلا، يوجد الفسفور (P₄ )واليود(I₂ ) في الحالة الصلبة.

بينما يوجد البروم (Br₂ ) في الحالة السائلة.

وغالبية اللافلزات في الحالة الغازية، مثل غاز الأكسجين (O₂) وغاز النيتروجين(N₂ )، اللذين يشكلان النسبة العظمى من غازات الهواء الجوي. 

 

أتأمل الشكل ما نسبة غاز الأكسجين وغاز النيتروجين في الغلاف الجوي؟ نسبة غاز النيتروجين في الغلاف الجوي 78%، ونسبة غاز الأكسجين 21%.

وتختلف خصائص اللافلزات عن الفلزات بأنها غير لامعة وغير قبالة للطرق، فعند الطرق على الصلبة منها تتفتت، فلا يمكن حينئذ تشكيلها إلى صفائح أو أسلاك، ومعظمها رديئة التوصيل الحراري والكهربائي، ومنها ما هو غير موصل للحرارة والكهرباء.
وعلى الرغم من أن الكربون لافلز فإنه موصل للتيار الكهربائي، وتستخدم اللافلزات في مجالات عدة، فمثلا يدخل الفسفور في صناعة الأسمدة والمادة المكونة لرؤوس أعواد الثقاب.

كما يحتاج جسم الإنسان إلى كميات محددة منه يحصل عليها من الأطعمة المختلفة، كالمأكولات البحرية والدجاج والمكسرات، أما الكلور فيستخدم في صناعة المعقمات ومبيض الملابس.

 

أشباه الفلزات وخصائصها

أشباه الفلزات Metaliods: هي مجموعة العناصر التي تشترك مع الفلزات في بعض الخصائص ومع اللافلزات في خصائص أخرى. 

وتظهر على شكل خط متعرج في الجدول الدوري، وتوجد في الحالة الصلبة في درجة حرارة الغرفة، ومن الأمثلة عليها السليكون (Si) والجرمانيوم (Ge) اللذان يمتازان بقابليتهما على التوصيل الكهربائي في درجات حرارة محددة، لذا يستعملان في صناعة الأجهزة الإلكترونية.

أتحقق: ما خصائص اللافلزات؟

خصائص اللافلزات: توجد في الحالات الثلاث للمادة صلبة وسائلة وغازية، غير لامعة وغير قابلة للطرق أو السحب، منها رديء التوصيل للحرارة ومنها غير موصل، وغالبتها لا توصل الكهرباء.

 

الإثراء والتوسع المفصل الاصطناعي يلجأ الأطباء إلى إجراء عمليات جراحية تركب فيها مفاصل اصطناعية للمرضى الذين يعانون تآكل مفاصلهم الطبيعية أو تفتتها، أو لأشخاص تعرضوا لحوادث أو لكسور أدت إلى تفتت مفاصلهم. والمفصل مكان التقاء عظم بعظم آخر. يتكون المفصل الاصطناعي من عنصر فلزي، مثل التيتانيوم وجزء آخر بلاستيكي، وتثبت هذه الأجزاء في العظام بعد إزالة المفصل الطبيعي المتآكل أو المتفتت، وتكون شبيهة بالمفاصل البشرية الطبيعية، وتحل محلها لتؤدي وظيفتها. أصمم مطوية أنظم فيها خصائص الفلزات المستخدمة في صناعة المفاصل الاصطناعية، ثم أناقشها مع زملائي.