الفلزات و تفاعلاتها

لؤي عفانه
مقدمة:

كثرت في الفترة الأخيرة استخدام كلمة الفلزات فنقول مثلاً العنصر س ليس فلز والعنصر ص فلز فعلى أي أساس تم تسمية هذه العناصر وعلى أي أساس تم تقسيمها وما هي خواصها ومميزاتها.
قد يتبادر في ذهن الإنسان أن الفلز هو مادة صلبة أو مادة قوية ولكن في الواقع ليس شرطاً أن تكون بهذه المواصفات وسنلاحظ ذلك من خلال هذا التقرير

الموضوع :

(1 تعريف الفلز
• الفلز: هو العنصر الذي يسهل تاينه بفقدان بعض الإلكترونات وعدد الإلكترونات المفقودة من كل ذرة هو تكافؤ الفلز.
• يحمل الأيون الناتج عددًا من الشحنات الموجبة مساويًا لعدد الإلكترونات المفقودة.
• كلما زادت سهولة فقد الإلكترون زادت القوة الفلزية للعنصر.
• يعتبر الصوديوم والبوتاسيوم أقوى العناصر من الناحية الفلزية (أي من ناحية سهولة فقد الإلكترونات)، من ناحية القوة الفلزية لا يمكن استخدامهما في بناء جسر لدرجة ليونتهما التي تسمح بقطعهما بالسكين وبسبب كثافتهما الأقل من الماء.

2) وجود الفلزات في الطبيعة

صورة الفلز

أمثلة

عنصري

الذهب Au - الفضة Ag - النحاس Cu – البلاتين Pt

أكاسيد

ألمونيوم Al2O3 - حديد Fe3O4. Fe2O3. FeO - نحاس Cu2O

كربونات

كالسيوم CaCO3 - حديد FeCO3 - مغنسيوم MgCO3

كبريتيد

فضة Ag2S - نحاس Cu2S. CuS - رصاص PbS - خارصين ZnS - حديد FeS2

هاليد

صوديوم NaCl - بوتاسيوم KCl - فضة AgCl - مغنسيوم MgCl2

كبريتات

باريوم BaSO4 - كاسيوم CaSO4 - رصاص PbSO4

سليكات وفوسفات

مغنسيوم MgSiO3 - كالسيوم Ca3(PO4)2

3) النشاط النسبي للفلزات

تحل بعض الفلزات محل فلزات أخرى في محاليل أملاحها المائية, على سبيل المثال يحل الحديد محل النحاس في محلول كبريتات النحاس II,ويحل الخارصين محل الفضة في محلول نترات الرصاص:
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Zn + AgNO3 Zn(NO3)2 + Ag

يمكن بجهاز بسيط تعيين فرق الجهد بين عنصرين أحدهما ثابت (ليكن الكربون) والآخر فلز,وبإستخدام فلزات مختلفة وتسجيل قراءة الفولتميتر ثم الترتيب تنازلياً حسب القراءات نحصل على سلسلة تشير إلى تدرج نشاط الفلزات النسبي وفيها يمكن أن يحل الفلزات التي تليه من محاليل أملاحها, وكلما كانت المسافة بين الفلزين أكبر - في السلسلة - كان الإحلال أسهل,وسمي هذا الترتيب بالسلسلة الكهروكيميائية الممثلة بالجدول.
يلاحظ أن الهيدروجين ليس فلزاً إلا أنه وضع بين الفلزات للإشارة إلى المكان الذي يجب أن يوضع فيه في السلسلة,وتحل الفلزات المتقدمة على الهيدرجين في السلسلة محله في الأحماض:
Zn + HCl ZnCl2 + H2

عناصر المجموعة الأولى (1) (الفلزات القلوية A)
1) مقدمة
• تعتبر من عناصر الفئة s وتقع في الطرف الأيسر من الجدول الدوري.
• تتكون من الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم والفرانسيوم ولا توجد في صورها العنصرية إطلاقًا لأنها فلزات المرتبة الأعلى من حيث النشاط الكيميائي.
• يعتبر الملح الصخري من أكبر مصادر الصوديوم، والبوتاسيوم يتواجد في ماء البحر على هيئة KCl وعلى صورة رسوبيات كارنالايت KCl.MgCl2.6H2O، والفرانسيوم لا يتواجد في الطبيعة لأنه عنصر مشع وقترة نصف العمر له قصيرة (21 دقيقة).

2) التوزيع الإلكتروني لذرات عناصر المجموعة الأولى
• يوجد إلكترون في الفلك الكروي (s) في جميع عناصر المجموعة IA (1).

العنصر

الرمز

التوزيع الإلكتروني

ليثيوم

Li

[He] 2s1

صوديوم

Na

[Ne] 3s1

بوتاسيوم

K

[Ar] 4s1

روبيديوم

Rb

[Kr] 5s1

سيزيوم

Cs

[Xe] 6s1

فرانسيوم

Fr

[Rn] 7s1

3) الخواص العامة لعناصر المجموعة IA (1)

(1) الجدول.

(2) نشطة كيميائيًا جدًا، حيث تفقد لمعانها بسرعة في الهواء بسبب

تكوين أكاسيد وإذا تفاعلت مع الماء تكون الهيدروكسيدات (أقوى

القواعد) ويتصاعد الهيدروجين.

(3) عندما تحترق في الهواء يتكون ليثيوم أحادي الأكسيد Li2O

ويكون الصوديوم بيروكسيد Na2O2 وتكون العناصر الأخرى سوبر

أكسيد من النوع MO2.

(4) تتفاعل كل الفلزات القلوية مع الكبريت لتكون كبريتيدات مثل Na2S.

(5) تتفاعل كل الفلزات القلوية مع الهيدروجين لتكون هيدريدات

تحتوي على أيونات الهيدروجين التي تتصاعد عند الأنود في التحليل

الكهربي، وعند تفاعل الهيدريدات مع الماء يتصاعد الهيدروجين،

ويعتبر هيدريد الليثيوم مصدرًا جيدًا للهيدروجين حيث يعطي

هيدروجين أكثر من الموجود في الهيدريد نفسه.
LiH + H2O LiOH + H2

(6) كلما صغر حجم الأيون زادت قدرته على التوصيل الكهربي، وبالرغم من ذلك فإن أيون الليثيوم وهو أصغر أيون لا يوصل أفضل من باقي عناصر المجموعة الأولى، بسبب إماهة الأيونات في المحلول، فأيون الليثيوم Li+ يتميه بغزارة ومن ثم يتحرك ببطء وايون السيزيوم أقل تميهًا وأسرعها تحركًا، فتقريبًا كل أملاح الليثيوم مماهة وتقل نسب الإماهة من الصوديوم إلى البوتاسيوم حتى لا توجد أملاح مماهة للروبيديوم أو السيزيوم.
(7) الأملاح الأكسجينية لفلزات المجموعة الأولى ثابتة جدًا من ناحية تأثير الحرارة بسبب الكهروموجبية العالية أو الطبيعة لهذه الفلزات، حيث تنصهر الكربونات دون أن تتفكك عند حرارة أعلى من 1000س.
( عندما يسخن الليثيوم مع الكربون يتكون كربيد الليثيوم وتكون الفلزات الأخرى كربيدات عند تسخينها مع الأستيلين، وعند تحليلها كهربيًا تعطي أسيتيلين لذا تسمى أسيتيليدات[right]

» الفلزات
» تاكل الفلزات
» الفلزات
» التآكل الفلزات
» الفلزات