تعريف المواد الفلزية
تُعرف المواد الفلزية بأنها عناصر كيميائية تميل إلى فقد الإلكترونات لتكوين أيونات ذات شحنة موجبة. تتميز ذرات هذه العناصر بوجود رابطة فلزية قوية تربطها معًا. يمكن وصف المواد الفلزية كيميائيًا بأنها شبكة من الأيونات الموجبة مغمورة في بحر من الإلكترونات الحرة الحركة.
تنقسم المواد الفلزية إلى عدة مجموعات رئيسية، تختلف في خصائصها وقدرتها على التأين. يمكن تحديد موقعها في الجدول الدوري من خلال رسم خط مائل يبدأ من عنصر البورون وينتهي بعنصر البولونيوم. تقع أشباه الفلزات مباشرة على هذا الخط. من بين المواد الفلزية الأكثر شيوعًا الذهب والألومنيوم والحديد والرصاص والزنك واليورانيوم والفضة وغيرها الكثير.
بشكل أكثر تحديدًا، تحتل المواد الفلزية المجموعتين الأولى والثانية في الجدول الدوري، بينما تقع اللافلزات في المجموعتين السابعة والثامنة. تتراوح خصائص العناصر في المجموعات من الثالثة إلى السادسة بين فلزية وشبه فلزية ولا فلزية.
السمات الطبيعية للمواد الفلزية
تتميز المواد الفلزية بعدة خصائص فيزيائية مميزة:
- اللمعان: تتمتع ببريق ولمعان مميز.
- القابلية للسحب والطرق: يمكن تشكيلها إلى أسلاك (سحب) وصفائح (طرق) بسهولة.
- الكثافة العالية: غالباً ما تكون ذات كثافة عالية.
- درجة الانصهار العالية: تحتاج إلى درجات حرارة عالية للانصهار.
- التوصيل الحراري والكهربائي: تتميز بقدرتها العالية على توصيل الحرارة والكهرباء في الحالة الصلبة، ويعزى ذلك إلى وجود الإلكترونات الحرة.
- التفاعل الكيميائي: تتفاعل مع الأكسجين في الهواء لتكوين الأكاسيد.
تعتبر بعض أنواع الفلزات طبقة واقية من الأكسدة على سطحها، مما يصعب على جزيئات الأكسجين اختراقها.
أنواع المواد الفلزية
تصنف المواد الفلزية إلى عدة أنواع بناءً على خصائصها وسلوكها الكيميائي:
المواد الفلزية النبيلة
تشمل هذه الفئة العناصر الفلزية التي تتميز بمقاومتها للتآكل والأكسدة في الهواء الرطب. تتميز أيضًا بارتفاع قيمتها مقارنة بالمعادن الأخرى نظرًا لندرتها في القشرة الأرضية. تشمل هذه العناصر الروديوم والفضة والأوزميوم والبلاتين والروثينيوم والبلاديوم والزئبق. يجب التمييز بين المعادن النبيلة والمعادن الثمينة.
المواد الفلزية القلوية
هي العناصر الكيميائية الفلزية التي تقع في المجموعة الأولى من الجدول الدوري، باستثناء عنصر الهيدروجين. تشمل هذه العناصر الصوديوم والبوتاسيوم والليثيوم والروبيديوم والسيزيوم والفرنسيوم. تتميز بنشاطها الكيميائي الكبير، ولونها الفضي، ووجودها في الحالة الصلبة.
المواد الفلزية القلوية الترابية
توجد هذه الفلزات في المجموعة الثانية من الجدول الدوري. سميت بهذا الاسم نسبة إلى أكاسيدها الفلزية الترابية. تدخل أربعة عناصر فلزية منها في تركيب التربة، لذلك يطلق عليها “ترابية”. من أهم هذه العناصر المغنيسيوم والبيريليوم والكالسيوم والباريوم وغيرها. تتميز بالليونة واللون الفضي.
المواد الفلزية الانتقالية
توجد تفسيرات كيميائية متعددة لتوضيح تعريف هذا التصنيف. يقال إن جميع العناصر الفلزية التي تقع ضمن المستوى الفرعي d في الجدول الدوري هي فلزات انتقالية، وتشمل المجموعات من الثالثة وحتى الثانية عشر. من أهم هذه العناصر الزنك والسكانديوم.
المواد الفلزية الضعيفة
تعرف أيضًا باسم الفلزات ما بعد الانتقالية، وتشمل جميع الفلزات التي تقع في المستوى الفرعي P في الجدول الدوري. تتميز بكهرسلبية أعلى من الفلزات الانتقالية، وتحتاج إلى درجة انصهار وغليان أقل من تلك التي تحتاجها الفلزات الانتقالية. من أكثر الأنواع شيوعًا الألومنيوم والقصدير والرصاص وغيرها.