يقدم لكم موقع إقرأ في هذا المقال بحث جامعي عن الفلزات ، و تعريف الفلزات ، و خصائص الفلزات ، و المجموعات الفلزية في الجدول الدوري ، و استخدامات الفلزات ، الفلزات (Metals) وهو مصطلح تم اشتقاقه من اللغة الإغريقية، حيث يتضمن الجدول الدوري مائة وثمانية عشر عنصراً كيميائياً،رتبت وفق أوزانها الذرية بجداول تتواجد على هيئة أعمدة وصفوف، وفقاً للخصائص الفيزيائية والكيميائية التي يتصف بها كلّ عنصرٍ لتيسير مسألة دراستها. وبشكل عام تقسّم عناصر الجدول الدوري إلى قسمين رئيسيين وهما: الفلزات واللافلزات، يفصل بين كلاٍ منهما خطٌ عريضٌ متدرج تقع به أشباه الفلزات.
بحث جامعي عن الفلزات
يرجع اكتشاف الفلزات لما قبل أربعة آلاف عام حيث استخدمت فيما مضى بالعديد من المجالات مثل صناعة الأدوات الحادة والأواني، الصباغة والصيد، وقد ورد بالتاريخ بعض الأدلة التي تشير إلى أن المصريون القدماء قد عرفوا الفلزات واستخدموها بصناعة الزينة والحلي حيث تعد الأحجار الكريمة من الفلزات.
وقد اعطى العلماء للعناصر الفلزية واللافلزية اهتمام كبير من حيث البحث والدراسة للتعرف على خصائصها وسبل الاستفادة منها في الطبيعة والأنشطة البشرية، والجدير بالذكر أن بلورات بعض العناصر الفلزية تتمتع بخواص ضوئية.
تعريف الفلزات
الفلزات هي المواد المتميزة بموصلية كهربائية وحرارية عالية، علاوةً على ليونتها وإمكانية تشكيلها عند تعرضها لدرجة حرارة معينة، وقدرتها العالية على عكس الأشعة الضوئية، وتشكل الفلزات ما يقارب نحو ثلاثة أرباع جميع العناصر الكيميائية الموجودة على كوكب الأرض.
ومن الفلزات الأكثر انتشارًا ووفرة في قشرة الأرض: الألومنيوم، والحديد، والكالسيوم، والصوديوم، والبوتاسيوم، والمغنيسيوم.
خصائص الفلزات
وفيما يلي تفصيل هذه الخصائص:
الخصائص الفيزيائية
من أهم وأبرز الخصائص الفيزيائية للفلزات:
- الموصلية العالية: تتسم جميع الفلزات بأنها مواد جيدة التوصيل للحرارة والكهرباء، ولذلك يتم الاستفادة من الفلزات في صنع أواني الطبخ والمكاوي من الفلزات نظرًا لكونها موصلة جيدة للحرارة.
- القابلية للطرق: وهي خاصية تجعل من المواد التي تتصف بها قابلة للطرق والضرب لتشكيلها على هيئة صفائح مسطحة، وتُعتبر صفائح الألمنيوم أحد الأمثلة على ذلك، وتُستخدم في صناعة الطائرات نظرًا لما تتميز به من خفة الوزن والمتانة، وتُستخدم صفائح الفلزات الأخرى في العديد من التطبيقات، كصناعة السيارات والأواني، وغيرها.
- الليونة: وهي قدرة المادة على التمدد والتشكُّل، إذ أن الفلزات قد تتمدد وتتشكل على الهيئة التي توضع فيها عند تعريضها لدرجة حرارة معينة، فضلًا عن متانتها بعد تشكيلها، ولذلك تُصنع أسلاك الكابلات من الفلزات وذلك بتعريضها لدرجة حرارة معينة وسحبها، بالإضافة إلى استخدامها في أغراض اللحام.
- اللمعان: تتميز جميع الفلزات بأنها ذات مظهر لامع وبراق، ويتواجد بعضها في الطبيعة دون هذه الخاصية نظرًا لتعرضها للظروف البيئية، وبالإمكان صقلها للحصول على مظهرها اللامع مجددًا.
- الرنين: تتسم الفلزات بأنها تصدر رنينًا أو صوتًا عند اصطدامها بالأجسام الصلبة.
الخصائص الكيميائية
فيما يلي، أبرز الخصائص الكيميائية للفلزات:
- التفاعل مع الماء: وحدها الفلزات النشطة من تتفاعل مع الماء وليس جميعها، فعلى سبيل الذكر، يتفاعل الصوديوم بنشاط مع الماء والأكسجين وينتج خلال هذه العملية طاقة حرارية عالية، ولذلك يُخزّن الصوديوم في أوعية من الكيروسين وذلك لتجنب تلامسه مع الأكسجين والرطوبة.
- التفاعل مع الأحماض: ينتج عن تفاعل الفلزات مع المواد الحمضية غاز الهيدروجين، ومثال ذلك تفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك منتجًا كلوريد الزنك وغاز الهيدروجين.
- التفاعل مع القواعد: لا تتفاعل جميع الفلزات مع القواعد وتنتج تلك التي تتفاعل معها أملاحًا معدنية وغاز الهيدروجين، فعلى سبيل المثال، يتفاعل الزنك مع هيدروكسيد الصوديوم القوي منتجًا زنك الصوديوم وغاز الهيدروجين.
- التفاعل مع الأكسجين: ينتج عن احتراق الفلزات بوجود عنصر الأكسجين أكاسيد الفلزات، وتتواجد الفلزات على هيئة أكاسيد في الطبيعة، مثلًا، ينتج أكسيد المغنيسيوم عن حرق عنصر المغنيسيوم في ظل وجود عنصر الأكسجين.
المجموعات الفلزية في الجدول الدوري
تُقسّم الفلزات في الجدول الدوري إلى المجموعات الآتية:
الفلزات القلوية
هي المجموعة الموجودة في أقصى يسار الجدول الدوري، وتعد عناصر هذه المجموعة نشطة جداً؛ لأن عدد التأكسد الخاص بها هو +1، ومن الأمثلة عليها: الليثيوم، والصوديوم، والروبيديوم، والفرانسيوم.
الفلزات القلوية الترابية
هي العناصر الموجودة في العمود الثاني من الجدول الدوري، وعدد التأكسد الخاص بها هو +2، وهي تتواجد في الطبيعة داخل مركبات، وليس في شكلها النقي، وتتميز بأنها صلبة، ولامعة، وقابلة للطرق والسحب، ومن الأمثلة عليها: المغنيسيوم، والكالسيوم، والباريوم، والراديوم.
الفلزات الأساسية
تعرض هذه المجموعة الخصائص التي يربطها الناس عادةً بمصطلح المعادن، وهي موصلة للتيّار الكهربائي والحرارة، ولها بريق معدني، وقابلة للطرق والسحب، ومنها القصدير، والغاليوم.
الفلزات الانتقالية
تمتاز هذه المجموعة بأن مستويات الطاقة الفرعية (d) أو (f) فيها تمتلئ جزئياً بالإلكترونات، لذلك فهي تمتلك حالات تأكسد متعددة، كما تنتج مركبات ملونة، ويمكن أن تظهر الفلزات الانتقالية بشكل نقي مثل الذهب، والنحاس، والفضة، أو على شكل مركبات مثل اللانثانيدات والأكتينيدات، ومن أمثلتها الأخرى الحديد، والمنغنيز، والكروم، والزنك، والنيكل، والزئبق.
قد يهمك:
استخدامات الفلزات
تمتلك المعادن، والفلزات خصائص مميزة تجعلها المكوّن الأهم، والأساسي في العديد من الاستخدامات على رأسها::
- صناعة الآلات المستخدمة في الحياة اليومية: ومنها أهم الآلات، والمعدات الإلكترونية التي يتم تصنيعها من الفلزات: التلفاز، والهواتف النقالة، والثلاجات.
- صناعة بعض المعدات الطبية: ومنها: التيتانيوم، والألمنيوم، والمغنيسيوم؛ فبعض المعدات الطبية كالمقص، والإبر، والشفرات الجراحية، والمشرط مصنوعة من المعادن فقط كما تستخدم في صناعة البديل الصناعي للمفاصل، والأطراف الاصطناعية الأخرى.
- صناعة المواد المستخدمة في بناء المنشآت المختلفة: فهي تستخدم عادة في تقوية الخرسانة المسلحة، وإنشاء الأعمدة ، والأساسات الأرضية.
- بناء السكك الحديدية الصلبة: وذلك يعود لقوة الفلزات، وقدرتها على تحمل الأوزان الثقيلة.