الفلزات
المقـدمة :
تنقسم المعادن إلى فلزات و لا فلزات و كذلك أشباه الفلزات و من خلال هذا التقرير سأعرض بعض العناصر الفلزية التي تنضم إلى المجموعتين الأولى و الثالثة في الجدول الدوري .
العـــرض :
عناصر المجموعة الأولى A " الفلزات القلوية "
من أهم عناصر هذه المجموعة : الصوديوم ( Na ) و البوتاسيوم ( K ) .
خواص الفلزات القلوية :
الخواص الكيميائية :
* توجد على شكل مركبات لميلها الشديد للتفاعل الكيميائي .
* يزداد الحجم الذري بزيادة العدد الذري .
* نشطة لسهولة فقدان إلكترونها الوحيد في المجال الأخير و يزداد النشاط بزيادة العدد
الذري.
* تحضر بالتحليل الكهربائي لمصهور مركباتها .
* تعطي مركباتها ألواناً مميزة مع اللهب .
* تتفاعل بشدة مع الماء لـتــعطي غاز الهيدروجين و هيدروكسيد الفلز .
خواص فيزيائية :
* خفيفة حيث كثافتها أقل من كثافة الماء .
* لينة حيث يسهل قطعها .
* لها بريق سرعان ما ينطفئ لسرعة تفاعلها .
* جيدة التوصيل الحراري و الكهربائي .
* درجة انصهارها و غليانها مرتفعة و تقل بزيادة العدد الذري .
* قابلة للطرق و السحب .
الصوديوم Na :
* تحضيره :
بالتحليل الكهربائي لمصهور كلوريد الصوديوم
Na Cl 2 Na + Cl 2 2
* خواصه :
- نشط كيميائياً لتفاعله بسهولة مع العناصر .
-خفيف حيث أن كثافته أقل من كثافة الماء .
- له بريق سرعان ما ينطفئ لنشاطه الكيميائي .
- موصل جيد للحرارة و الكهرباء .
- قابل للطرق و السحب .
* استعماله :
يستعمل الصوديوم السائل في حمل الحرارة من قلب المفاعل النووي إلى الخارج حيث
تستخدم في توليد البخار المستخدم في تشغيل الآلات .
* أهم مركبات الصوديوم :
1. هيدروكسيد الصوديوم Na OH المعروف بالصودا الكاوية :
* خواصه :
مـتميع في الهواء ـ كاو ٍ للجلد ـ يذوب في الماء ـ محلوله قلوي .
* تحضيره :
2 Na Cl + 2 H 2 O 2 Na OH + Cl 2 + H 2
* استخدامه :
يستخدم في صناعة الصابون و الورق و النسيج وفي تنقية النفط .
2. كلوريد الصوديوم Na Cl المعروف بملح الطعام :
* خواصه :
يوجد مذاباً : بكثرة في ماء البحر ـ سوائل جسم الكائنات الحية .
* تحضيره :
Na OH + HCl NaCl + H2O
* استخدامه :
غذاء للكائن الحي ـ حفظ الأطعمة .
3. كربونات الصوديوم Na 2 CO 3 المعروف بملح النطرون و في حالته المائية بصودا الغسيل :
* خواصه : يذوب في الماء ـ محلوله قلوي ـ لا يتفكك بالتسخين ـ يتفاعل مع
الأحماض .
* تحضيره :
- في المختبر :
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O
- طريقة سولفاي : بإمرار غاز ثاني أكسيد الكربون و غاز النشادر في محلول مركز من
كلوريد الصوديوم ليتكون بيكربونات الصوديوم الذي يسخن ليعطي كربـــــــــونات الصوديوم و غاز ثاني أكسيد الكربون .
* استخدامه :
في صناعة الزجاج و الصابون و الورق و في إزالة عسر الماء .
4. بيكربونات الصوديوم Na H CO 3 المعروف بالخميرة :
* خواصه :
مصدر لغاز ثاني أكسيد الكربون عند تفاعله أو تسخينه .
* تحضيره :
الناتج الأول من طريقة سولفاي .
* استخدامه :
في صناعة المعجنات أو الخبز .
5. كبريتات الصوديوم Na 2 SO 4 و يعرف في حالته المائية بملح جلوبر :
* خواصه :
شكل بلورات مائية .
* تحضيره :
2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O
* استخدامه :
معالجة مرض الإمساك ـ صناعة الزجاج .
عناصر المجموعة الثالثة A .
من أهم عناصر المجموعة الثالثة الرئيسية : عنصر الألومنيوم ( Al ) و عنصر البورون ( B ) . خواص عناصر المجموعة الثالثة الرئيسية :
خواص كيميائية :
* يوجد في المستوى الخارجي لذراتها ثلاثة إلكترونات
* يزداد الحجم الذري بزيادة العدد الذري
* تكوّن مركبات أيونية ( أملاح ) عند تفاعلها ماعدا البورون الذي يكوّن مركبات تساهمية
خواص فيزيائية :
لها جميع خواص الفلزات ما عدا البورون الذي يعتبر عنصر شبه فلزي
الألمنيوم Al :
* خواص الألومنيوم :
نسبة وجوده في القشرة الأرضية 7 % ــ لا يوجد بشكل حر .
* أماكن وجوده :
سليكات الألومنيوم ( الطمي ) ــ البوكسايت ( Al 2 O 3 ) ــ الكريوليت ( Na 3 Al F 6 ).
* استخدامه :
صناعة الفخار و الخزف و الطائرات و السفن و النوافذ و أدوات الطبخ و الدهانات و في
حفظ الأطعمة .
* تحضيره :
بالتحليل الكهربائي لمصهور البوكسايت المذاب في مصهور الكريوليت عند
1000 درجة مئوية ، حيث يتجمع الألمنيوم على المهبط و يمرر خارج الجهاز :
2 Al 2 O 3 4 Al + 3 O 3
* أهم مركباته :
1. هيدروكسيد الألومنيوم :
* تحضيره :
Al ( SO 4 ) 3 + 6 Na OH 2 Al ( OH ) 3 + 3 Na 2 SO 4
* استخدامه :
في تنقية مياه الشرب في الخزانات و تثبيت اللون في الأقمشة .
2. أكسيد الألومنيوم :
يعرف بالبوكسايت و يستخدم في تزيين الأحجار الكريمة .
3. كبريتات الألومنيوم :
* تحضيره :
H 2 SO 4 + Al 2 O 3 Al ( SO 4 ) 3 + 3 H 2 O 3
* استخدامه :
عند خلطه مع كبريتات البوتاسيوم يعطي ملح الشب الذي يستخدم لتقويم ورق
الكتــــابة .
الخاتمــة :
هذه مقتطفات عن الفلزات و مجموعاتها في الجدول الدوري و بعض من العناصر الفلزية في
المجموعتين.
--------------------------------------------
الفلزات
المقـدمة : تنقسم المعادن إلى فلزات و لا فلزات و كذلك أشباه الفلزات و من خلال هذا التقرير سأعرض بعض العناصر الفلزية التي تنضم إلى المجموعتين الأولى و الثالثة في الجدول الدوري . العـــرض : عناصر المجموعة الأولى A " الفلزات القلوية " من أهم عناصر هذه المجموعة : الصوديوم ( Na ) و البوتاسيوم ( K ) . خواص الخواص الكيميائية : * توجد على شكل مركبات لميلها الشديدالفلزات القلوية : للتفاعل الكيميائي . * يزداد الحجم الذري بزيادة العدد الذري . * نشطة لسهولة فقدان إلكترونها الوحيد في المجال الأخير و يزداد النشاط بزيادة العدد الذري. * تحضر بالتحليل الكهربائي لمصهور مركباتها . * تعطي مركباتها ألواناً مميزة مع اللهب . * خواص فيزيائيةتتفاعل بشدة مع الماء لـتــعطي غاز الهيدروجين و هيدروكسيد الفلز . : * خفيفة حيث كثافتها أقل من كثافة الماء . * لينة حيث يسهل قطعها . * لها بريق سرعان ما ينطفئ لسرعة تفاعلها . * جيدة التوصيل الحراري و الكهربائي . * درجة انصهارها و غليانها مرتفعة و تقل بزيادة العدد الذري . * قابلة للطرق و السحب . الصوديوم Na : * تحضيره : بالتحليل الكهربائي لمصهور كلوريد الصوديوم Na Cl 2 Na + Cl 2 2 * خواصه : - نشط كيميائياً لتفاعله بسهولة مع العناصر . -خفيف حيث أن كثافته أقل من كثافة الماء . - له بريق سرعان ما ينطفئ لنشاطه الكيميائي . - موصل جيد للحرارة و الكهرباء . - قابل للطرق و السحب . * استعماله : يستعمل الصوديوم السائل في حمل الحرارة من قلب المفاعل النووي إلى الخارج حيث تستخدم في توليد البخار المستخدم في تشغيل الآلات . * أهم مركبات الصوديوم : 1. هيدروكسيد الصوديوم Na OH المعروف بالصودا الكاوية : * خواصه : مـتميع في الهواء ـ كاو ٍ للجلد ـ يذوب في الماء ـ محلوله قلوي . * تحضيره : 2 Na Cl + 2 H 2 O 2 Na OH + Cl 2 + H 2 * استخدامه : يستخدم في صناعة الصابون و الورق و النسيج وفي تنقية النفط . 2. كلوريد الصوديوم Na Cl المعروف بملح الطعام : * خواصه : يوجد مذاباً : بكثرة في ماء البحر ـ سوائل جسم الكائنات الحية . * تحضيره : Na OH + HCl NaCl + H2O * استخدامه : غذاء للكائن الحي ـ حفظ الأطعمة . 3. كربونات الصوديوم Na 2 CO 3 المعروف بملح النطرون و في حالته المائية بصودا الغسيل : * خواصه : يذوب في الماء ـ محلوله قلوي ـ لا يتفكك بالتسخين ـ يتفاعل مع الأحماض . * تحضيره : - في المختبر : CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O - طريقة سولفاي : بإمرار غاز ثاني أكسيد الكربون و غاز النشادر في محلول مركز من كلوريد الصوديوم ليتكون بيكربونات الصوديوم الذي يسخن ليعطي كربـــــــــونات الصوديوم و غاز ثاني أكسيد الكربون . * استخدامه : في صناعة الزجاج و الصابون و الورق و في إزالة عسر الماء . 4. بيكربونات الصوديوم Na H CO 3 المعروف بالخميرة : * خواصه : مصدر لغاز ثاني أكسيد الكربون عند تفاعله أو تسخينه . * تحضيره : الناتج الأول من طريقة سولفاي . * استخدامه : في صناعة المعجنات أو الخبز . 5. كبريتات الصوديوم Na 2 SO 4 و يعرف في حالته المائية بملح جلوبر : * خواصه : شكل بلورات مائية . * تحضيره : 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O * استخدامه : معالجة مرض الإمساك ـ صناعة الزجاج . عناصر المجموعة الثالثة A . من أهم عناصر المجموعة الثالثة الرئيسية : عنصر الألومنيوم ( Al ) و عنصر البورون ( B ) . خواص عناصر المجموعة خواص كيميائية : * يوجد في المستوى الخارجي لذراتها ثلاثةالثالثة الرئيسية : إلكترونات * يزداد الحجم الذري بزيادة العدد الذري * تكوّن مركبات أيونية ( أملاح ) خواص فيزيائية : لها جميععند تفاعلها ماعدا البورون الذي يكوّن مركبات تساهمية خواص الفلزات ما عدا البورون الذي يعتبر عنصر شبه فلزي الألمنيوم Al : * خواص الألومنيوم : نسبة وجوده في القشرة الأرضية 7 % ــ لا يوجد بشكل حر . * أماكن وجوده : سليكات الألومنيوم ( الطمي ) ــ البوكسايت ( Al 2 O 3 ) ــ الكريوليت ( Na 3 Al F 6 ). * استخدامه : صناعة الفخار و الخزف و الطائرات و السفن و النوافذ و أدوات الطبخ و الدهانات و في حفظ الأطعمة . * تحضيره : بالتحليل الكهربائي لمصهور البوكسايت المذاب في مصهور الكريوليت عند 1000 درجة مئوية ، حيث يتجمع الألمنيوم على المهبط و يمرر خارج الجهاز : 2 Al 2 O 3 4 Al + 3 O 3 * أهم مركباته : 1. هيدروكسيد الألومنيوم : * تحضيره : Al ( SO 4 ) 3 + 6 Na OH 2 Al ( OH ) 3 + 3 Na 2 SO 4 * استخدامه : في تنقية مياه الشرب في الخزانات و تثبيت اللون في الأقمشة . 2. أكسيد الألومنيوم : يعرف بالبوكسايت و يستخدم في تزيين الأحجار الكريمة . 3. كبريتات الألومنيوم : * تحضيره : H 2 SO 4 + Al 2 O 3 Al ( SO 4 ) 3 + 3 H 2 O 3 * استخدامه : عند خلطه مع كبريتات البوتاسيوم يعطي ملح الشب الذي يستخدم لتقويم ورق الكتــــابة . الخاتمــة : هذه مقتطفات عن الفلزات و مجموعاتها في الجدول الدوري و بعض من العناصر الفلزية في المجموعتين
--------------------------------------------------
أشباه الفلزات
معظم العناصر الكيميائية ذو خصائص معينة تميزه وتحدد وضعه مع الفلزات أو مع اللافلزات . لكن بضعة منها ذات خصائص تضعها بين بين ، وهي المعروفة بأشباه الفلزات أو شبه الموصلات . فالزرنيخ ، مثلاً ، فلزي المظهر لكنه موصل رديء للحرارة و للكهرباء ؛ وهو ، كما اللافلزات . يكون مركبات مع كثير من الفلزات . و يستخدم الكثير من أشباه الفلزات في السبائك ، فالسليكون، مثلاً هو أحد أهم المقومات المضافة إلى الحديد لصنع الفولاذ ، و الإثمد ( الأنتيمون ) يشكل جزءا من سبيكة محامل الكريات أما الاستخدام الأهم لأشباه الفلزات فهو في أشباه المواصلات المستعملة حالياً في صنع الرقاقات الصغرية و مقومات إلكترونية أخرى .
الخلايا الشمسية
تصمم السوائل غالبا لتبقى في الفضاء سنوات عديدة . و البطاريات العادية لا تدوم طويلا ، فهي بالتالي لا تصلح لهذه السواتل . لذا تستخدم مؤطرات كبيرة من البطاريات الشمسية . و هذه المؤطرات الشمسية تحوي ألوفاً من خلايا السليكون الدقيقة ، التي تحول طاقة ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء . و توضع المؤطرات بحيث تظل دوما في مواجهة الشمس ؛ و مع دوران الساتل حول الأرض ، يمكن تحويل الكمية القصوى من ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية .
السليكات
السليكون . هو أكثر العناصر الجامد و فرة في مادة الأرض . و أكثر تواجده على شكل مركبات معقدة ، تدعى السليكات ، في الصلصال و الصخور . و البلورة اعلاه هي من سليكات الألومنيوم و البوتاسيوم، المعروفة بالفلسبار ، أحد أو سه معادن الأرض انتشارا
الأسطوانات المدمجة .
تسجل الموسيقى كنقر على الأسطوانة المدمجة ، و تتم (( قراءتها )) بواسطة حزمة ليزرية خفيضة القدرة . و الليزر ( تضخيم الضوء بابتعاث الإشعاع المنشط ) هنا هو ليزر دايودي ( شبه موصلي ) يبتعثه زر نيخيد الجاليوم. و الدايود هو نبيطة معالجة لإمرار التيار في اتجاه واحد فقط . هذا و تستخدم الليزرات الديودية أيضا لبث الإشارات في خطوط الهاتف الأليافية البصرية .
البورون و السليكون
يصنع الزجاج من الرمل ، أحد أشكال معدن السليكا ( ثاني أكسيد السليكون ) . و المرو ( الكوارتز) هو معدن آخر من السليكا كثيرا ما يوجد كبلورات جذابة . الزجاج الصامد للحرارة يحوي شبه فلز آخر هو البورون الذي يحد من تمدد الزجاج كثيراً و تشققه عند الإحماء ، فيمكن و ضع الكفت من زجاج البوروسليكات على الموقد مباشرة . لذا تصنع الأواني الزجاجية المخبرية من هذا النوع من الزجاج .
أشباه الموصلات
المواد التي يمكن أن تصنع موصلة أو عازلة ، تبعاً لما تعالج ( أي يضاف إليها) من مواد أخرى ، تدعى أشباه موصلات . و السليكون هو أكثر أشباه الموصلات استعمالا – معالجا بالبورون أو الفسفور .
وتستخدم أشباه الموصلات في صنع نبائط ، كالدايودات ( الصمامات الثنائية ) .و الترانزستورات ، يمكنها إمرار التيار الكهربائي أو تقويته أو كبحه .
