الفلزات هي فئة من المواد توجد في يسار ووسط الجدول الدوري تتميز بتوصيلها الجيد للكهرباء والحرارة، بالإضافة إلى الليونة وقابليتها للتطويع، وقدرتها الانعكاسية العالية للضوء، تعرف معنا على الفلزات وخواصها و أين تقع الفلزات في الجدول الدوري الفلزات – مجموعة من المواد تتميز بتوصيلها العالي للكهرباء والحرارة، وقدرتها الكبيرة على عكس الضوء، وليونتها. – تشكل ما يقارب 3/4 العناصر الكيميائية المعروفة. – يتواجد معظم هذه المواد بوفرة بالقشرة الأرضية مثل البوتاسيوم، والألمنيوم، والكالسيوم، والحديد، والمغنيسيوم، والصوديوم. – تتواجد غالبية هذه المواد في حالتها الخام، إلا أن القليل منها يتواجد بشكل حر في الطبيعة مثل الذهب، والفضة والنحاس حيث أنها لا تتفاعل مع العناصر الأخرى بسهولة. – يمكن اعتبار معظم الفلزات معادن يتم تجميعها معًا في منتصف الجانب الأيسر من الجدول الدوري، تتكون المعادن من الفلزات القلوية، والفلزات القلوية الترابية، والفلزات الانتقالية والفلزات الأساسية. – توجد المعادن أو الفلزات في منطقة وسط ويسار الجدول الدوري. – تعتبر المجموعة IA والمجموعة IIA (الفلزات القلوية) هي أكثر المعادن نشاطًا.
ويرجع هذا بصفة عامة لكثافتها العالية، وطراوتها، بينما الفلزات ذات درجة حرارة الانصهار المنخفضة تكون نشيطة ونادراً ما يمكن تواجدها في حالتها العنصرية الفلزية. وتحدث خاصية التوصيل غالباً لأن كل ذرة يكون بها إلكترونات غير مرتبطة جيداً في غلافها الأخير ( إلكترون التكافؤ)، وعلى هذا يتكون ما يشبه البحر حول كاتيون نواة الفلز مما يسبب خاصية التوصيل. معظم الفلزات غير ثابتة كيميائياً، تتفاعل مع الأكسجين في الهواء لتكوين أكاسيد بمرور الوقت (الحديد يصدأ على مر السنين، يحترق البوتاسيوم في ثواني، الفضة تفقد لمعانها في شهور). تتفاعل الفلزات القلوية أسرع، يتبعها الفلزات القلوية الترابية والتي توجد في أيمن الجدول الدوري. وتأخذ الفلزات الانتقالية وقت أطول لتتأكسد (مثل الحديد ، النحاس ، النيكل) بينما لا يتفاعل البالاديوم ، الذهب ، البلاتين مع الأكسجين الجوي على الإطلاق (ولهذا يتم صنع المصاغ منهم). بعض الفلزات تكون طبقة ساترة من الأكسيد على سطحها والتي لا يمكن اختراقها بجزيئات الأكسجين ولهذا فإنها تحتفظ بخاصية اللمعان والتوصيل لعقود عديدة (مثل الألومنيوم ، بعض أنواع الصلب، التيتانيوم وغيرها). وبالنسبة للفلزات الأخرى يتم طلائها بالبويات، أوبالطلاء الكهربي لمنع تأكسدها.
ويشترط في صناعة السبائك وجود أحد العناصر الفلزية كحد أدنى، ويدرج تحت السبائك كل من (سبيكة النحاس والنيكل، سبائك البيوتر، وسبائك النحاس الأصفر، سبائك الأمالجام، سبائك الكونستنتا، ويوجد سبائك أخرى. الفلزات الأساسية وتتميز هذه المجموعة بالخصائص التي يربطها الناس بشكل عام مع المعادن، فهي ناقلة للحرارة والكهرباء. تمتاز ببريق معدني، بالإضافة إلى أنها مرنةٌ وتمتاز بالكثافة والطول. على الرغم من ذلك قد يكون لها بعض الصفات غير المعدنية حيث أنها على عكس المعادن الانتقالية فهي لا تحتاج لدرجة عالية من الغليان والانصهار ومن الأمثلة عليها، الألومنيوم، الغاليوم، الإنديوم، القصدير، الثاليوم، الرصاص، البزموت. النشاط الكيميائي للعناصر التي تشكل 75% من الجدول الدوري تختلف الفلزات عن بعضها بصورة أساسية، ويعود ذلك إلى طبيعة خضوع الفلزات للتفاعلات الكيميائية. كما تعتبر العناصر الفلزية التي تتواجد في الزوايا السفلية من الجهة اليسرى في الجدول الدوري العناصر الأكثر نشاطًا فيه. وتزيد قوتها كلما نزلنا إلى الأسفل، كما أنها تشمل عناصر الليثيوم، والصوديوم، والبوتاسيوم، التي تتفاعل مع الماء، مكونة أكاسيد قاعدية. وفرة الفلزات في مكونات الأرض تحتل العناصر الفلزية جزءًا كبيرًا من مكونات الأرض والمياه الجارية والغلاف الجوي، لكن وفرتها هذه تندرج في نسب محددة.
اللمعان: تمتاز كافة الفلزات بمظهرها البراق اللامع، ومنها ما يتوفر بالطبيعة دون تلك الخاصية بسبب ما تتعرض إليه من ظروف طبيعية وبيئية، ومن الممكن صقلها لكي يتم الحصول منها مرةً أخرى على المظهر البراق اللامع. الليونة: ويقصد بها مقدرة المواد الفلزية على التشكل والتمدد على الشكل الذي يتم وضعها به حين تعريضها لدرجة حرارة عالية، علاوةً على ما تتمتع به عقب تشكيلها من متانة، وهو ما يجعل الكابلات يتم صناعتها من الفلزات، عن طريق تعريضها لدرجة حرارة مرتفعة ومن ثم سحبها، إلى جانب استخدام الفلزات بأغراض اللحام. القابلية للطرق: وهي تلك الخاصية التي تتمتع بها الفلزات وتجعلها قابلة للطرق والضرب لإعادة تشكيلها في صورة صفائح مسطحة، ومن الأمثلة التي يمكن ذكرها في ذلك الصدد صفائح الألمنيوم، كما وتستخدم الفلزات بصناعة الطائرات لما تمتاز به من متانة ووزن خفيف، كما وتستخدم بصناعة الأواني والسيارات، وغيرها الكثير. الموصلية العالية: تتصف كافة الفلزات باعتبارها من المواد جيدة التوصيل للكهرباء والحرارة، وهو ما يجعلها تستخدم بصناعة أواني الطبخ لمقدرتها الكبيرة على توصيل الحرارة. الخصائص الكيميائية للفلزات نعرض لكم في النقاط التالية أهم الخواص الكيميائية للفلزات: التفاعل مع الأكسجين: يترتب على احتراق الفلزات في وجود عنصر الأكسحين تولد أكاسيد الفلزات، والفلزات تتواجد في الطبيعة على هيئة أكاسيد، مثل ما يحدث عند إنتاج أكسيد المغنسيوم من حرق عنصر المغنسيوم مع توفر عنصر الأكسجين.
تقسيم العناصر الكيميائية قسم العالم برزيليوس Berzelius العناصر في بداية القرن التاسع عشر إلى ثلاث أقسام رئيسيه قبل أن يعرف أي شيء عن بنية الذرة وهذه الأقسام هي: الفلزات – اللافلزات – أشباه الفلزات. (1) الفلزات Metals – هي عناصر يقل عدد الالكترونات في مستوى طاقتها الخارجي عن 4 الكترونات في الغالب. – تميل إلى فقد الكترونات تكافؤها لتكون أيونات موجبة. – تحمل عدداً من الأيونات الموجبة يساوى عدد الالكترونات المفقودة. – يشبه تركيب الأيون الموجب تركيب الغاز الخامل الذي يسبقه في الجدول الدوري. (2) اللافلزات Non-metals – تتميز عناصر اللافلزات باحتواء مستوى طاقتها الخارجي على أكثر من أربع الكترونات في الغالب. – تميل ذرات اللافلزات لاكتساب الكترونات لتكمل مستوى طاقتها الخارجي مكونة أيون سالب. – يحمل عدداً من الشحنات السالبة يساوى عدد الالكترونات المكتسبة. – يشبه التركيب الالكتروني للأيون السالب تركيب الغاز الخامل الذي يليه. (3) أشباه الفلـزات Metalloid – هي عناصر تجمع في خواصها بين الفلـزات واللافلزات ولكنها اقرب للفلزات. – يصعب التعرف عليها من تركيبها الإلكتروني لاختلاف أعداد الالكترونات في أغلفة تكافؤها.
5 – ذات خواص حفزية في التفاعلات الكيميائية و الصناعية و الحيوية ، فمثلا يستخدم أكسيد المنغنيز MnO 2 في تفاعل تحلل فوق أكسيد الهيدروجين H 2 O 2. 6 – يتناقص نصف القطر الذري للعناصر من اليسار إلى اليمين خلال الدورة حتى قرب النهاية فإن الحجم يزداد فليلا. 7 – الاحجام الذرية للعناصر الانتقالية صغيرة لأن الزيادة في شحنة النواة تجذب الإلكتروناتإلى الداخل و بالتالي فإن كثافة العناصر الانتقاليى تكون كبيرة. 8 – بصفة عامة فإن درجات الانصهار و الغليان لأغلب العناصر الانتقالية عالية جدا. و تعتبر العناصر الخارصين Zn و الكادميوم Cd و الزئبق Hg مستثناه بسبب إمتلاء الفلك d بالإلكترونات. 9 – من ناحية انتشارها في الطبيعة نلاحظ أن عناصر الصف الأول زات الرقم الزوجي تكون اكثر انتشارا من العناصر التي تحتوي على أرقام ذرية احادية ، و الحالة الشاذة عنا هو المنجنيز. و عناصر الصف الثاني و الثالت أقل انتشارا من عناصر الصف الأول. الصفات المغناطيسية: تقسم المواد حسب طبيعة تفاعلاتها مع المجال المغناطيسي الخارجي حسب التركيب الإلكنروني للذرات أو الجزيئات أو الأيونات: أ – مواد بارامغناطيسية: و هي المواد التني تنجذب نحو المجال المغناطيسي و يكون مقدار الحث المغناطيسي أكبر من أو يساوي 1 و المثال عليها أيونات فلزات القطاع d. ب – المواد الدايامغناطيسية: و هي المواد التي لا تنجذب نحو المجال المغناطيسي و الحث المغناطيسي لها يساوي صفرا.