العناصر التي لها بريق وبريق، سنتحدث الآن عن المعادن، وهي عناصر كيميائية تفقد الإلكترونات لتكوين أيونات موجبة. في المجموعات الثلاث من العناصر، والتي تتميز بتأينها وخصائصها المختلفة، تمتلك المعادن العديد من الخصائص الفيزيائية المختلفة، بما في ذلك أن المعادن في الغالب لامعة، والعناصر لها بريق وبريق.

علم المعادن

في الكيمياء، تعني كلمة معدن (أصل يوناني: metalon) العنصر الكيميائي الذي يتكون من الأيونات (الكاتيونات) وله رابطة معدنية. توصف المعادن أيضًا بأنها شبكة من الأيونات الموجبة (الكاتيونات) داخل سحابة إلكترونية. تُصنف المعادن إلى ثلاث مجموعات من العناصر التي تتميز بتأينها وخصائصها، وكذلك مع أشباه الفلزات وغير الفلزات. عند رسم خط قطري في الجدول الدوري من البورون إلى البولونيوم، فإن هذا الخط يفصل المعادن عن غير المعادن، والعناصر الموجودة على هذا الخط هي أشباه فلزات، والعناصر الموجودة في أسفل يمين الخط هي المعادن.، وأعلى يسار الخط اللافلزات.

اقرأ أيضا

اللافلزات أكثر وفرة في الطبيعة من المعادن، لكن المعادن تشكل معظم الجدول الدوري. تشمل المعادن الشهيرة الألمنيوم والنحاس والذهب والحديد والرصاص والفضة والتيتانيوم واليورانيوم والزنك.

تميل متآصلات المعادن إلى أن تكون لامعة، مطيلة، مطيلة، وموصلة، في حين أن اللافلزات بشكل عام هشة (غير فلزية صلبة)، مملة، وعازلة.

يوجد تعريف حديث للمعادن، وهو أن الموصلية والتكافؤ للمعادن يتجاوزان هيكلها الإلكتروني. يفتح هذا التعريف فرصة للبوليمرات المعدنية والمعادن العضوية الأخرى، التي تم تصنيعها بأبحاث متقدمة وتستخدم في الأجهزة عالية التقنية.

الخواص الكيميائية

تتفاعل معظم المعادن كيميائيًا وتتفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء لتكوين أكاسيد بعد فترات مختلفة (على سبيل المثال، يتأكسد الحديد بعد سنوات، بينما يشتعل البوتاسيوم في ثوانٍ). الفلزات القلوية هي أسرع المواد المتفاعلة، تليها معادن الأرض القلوية، والتي توجد في المجموعتين في أقصى يسار الجدول الدوري.

اقرأ أيضا

أمثلة:

4Na + O2 → 2Na2O (NaO)

2Ca + O2 → 2CaO (أكسيد الكالسيوم)

4Al + 3O2 → 2Al2O3 (أكسيد الألومنيوم)

الخصائص الفيزيائية

بلورات الغاليوم

تتمتع المعادن بخصائص فيزيائية مميزة: فهي غالبًا ما تكون لامعة (ذات لمعان)، وذات كثافة عالية، ويمكن شدها، ويمكن طرقها، وغالبًا ما يكون لها نقطة انصهار عالية، فضلاً عن كونها صلبة وموصلات جيدة للكهرباء والحرارة . . يرجع هذا عمومًا إلى كثافتها المنخفضة وتقلبها، في حين أن المعادن ذات درجة حرارة الانصهار المنخفضة تكون تفاعلية ونادرًا ما توجد في حالتها المعدنية الأولية.

غالبًا ما تحدث خاصية التوصيل لأن كل ذرة تحتوي على إلكترونات غير مرتبطة جيدًا في غلافها الأخير (إلكترون التكافؤ) وبالتالي ما يشبه بحرًا حول كاتيون النواة المعدنية.

اقرأ أيضا

معظم المعادن غير مستقرة كيميائيًا وتتفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء لتكوين أكاسيد بمرور الوقت (صدأ الحديد على مر السنين، يحترق البوتاسيوم في ثوانٍ، تفقد الفضة بريقها في شهور). تتفاعل الفلزات القلوية بشكل أسرع، تليها معادن الأرض القلوية الموجودة على الجانب الأيمن من الجدول الدوري. تستغرق المعادن الانتقالية وقتًا أطول حتى تتأكسد (مثل الحديد والنحاس والنيكل)، بينما لا يتفاعل البلاديوم والذهب والبلاتين على الإطلاق مع الأكسجين الجوي (ولهذا السبب تُصنع الصيغ منها). تشكل بعض المعادن طبقة أكسيد طلاء على سطحها، والتي لا يمكن أن تخترقها جزيئات الأكسجين وبالتالي تحتفظ بخاصية اللمعان والتوصيل لعدة عقود (الألومنيوم، بعض أنواع الفولاذ، التيتانيوم، إلخ.).

الطلاء والرحلان الكهربائي طريقتان جيدتان لمنع الصدأ.

اقرأ أيضا

العناصر التي لها بريق وبريق

الجواب هو:

• الفلزات؛