جدول المحتويات
علم المعادن
المعادن هي عناصر كيميائية تفقد الإلكترونات في التفاعل لتكوين أيونات موجبة، وتظهر في المجموعات الثلاث الأولى في الجدول الدوري. وأشهر المعادن هي الذهب والنحاس والحديد والزنك والرصاص والفضة والتيتانيوم. ولها استخدامات وتطبيقات متعددة في الحياة العملية.
خصائص المعادن
- لامعة (لها بريق).
- قابل للسحب.
- طيع.
- درجة انصهارها عالية.
- بثبات.
- كثافة عالية.
- موصل جيد نظرًا لأن الإلكترونات الموجودة في الغلاف لا تتصل جيدًا بالنواة، فإن سحابة من إلكترونات التكافؤ تتشكل حول النواة وتجري التيار الكهربائي.
- التوصيل الجيد للحرارة.
- نشطة كيميائيًا، تتفاعل مع الأكسجين بمرور الوقت لتكوين أكاسيد معدنية وتختلف في نشاطها: الفلزات القلوية هي الأكثر نشاطًا، بما في ذلك البوتاسيوم الذي يحترق في ثوانٍ، ثم المعادن الأرضية القلوية، تليها معادن انتقالية مثل الحديد الذي يصدأ بعد بضع سنوات ولكنها تشكل أحيانًا طبقة خارجية صلبة توقف التفاعل عندما تتفاعل مع الأكسجين وبالتالي تحمي المعادن مثل الألمنيوم والتيتانيوم من التآكل.
- يتفاعل مع الهيدروجين ويشكل أكاسيد أساسية.
اللافلزات
اللافلزات هي عناصر كيميائية تأخذ الإلكترونات أثناء التفاعل لتكوين أيونات سالبة، وهي موجودة في الجزء العلوي الأيسر من الجدول الدوري، باستثناء الهيدروجين، الذي تم وضعه في أعلى يمين الجدول الدوري، على الرغم من أنه غالبًا ما يتصرف مثل اللافلزات، وأشهر أنواع اللافلزات هي الكلور والفوسفور والنيتروجين. والأكسجين والكربون واليود، وعلى الرغم من أن عدد العناصر غير المعدنية أقل من عدد العناصر المعدنية، إلا أنها تشكل معظم قشرة الأرض.
خصائص اللافلزات
- بعضها عوازل، مثل الكربون والفوسفور، والبعض الآخر شبه موصّل، مثل السيليكون والجرمانيوم.
- معظمهم من الموصلات السيئة للحرارة. بسبب الحركة المحدودة لإلكتروناتها، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالنواة وليست المعادن.
- يحدث بعضها بشكل طبيعي في حالة صلبة، مثل الكربون، والبعض الآخر في حالة سائلة، مثل البروم، والبعض الآخر في حالة غازية، مثل الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين، وهي المكونات الرئيسية للغلاف الجوي للأرض.
- تتفاعل مع الهيدروجين وتشكل أكاسيد حمضية.
- غالبًا ما تكون درجة انصهارها منخفضة.
- إنه غير مستقر كيميائيًا، حيث يتعين عليه ملء مداراته بالإلكترونات، وبالتالي فإنه يشكل رابطة تساهمية (تساهمية) مع غير فلزات أخرى، بحيث تشترك ذرتان أو أكثر في إلكترونات المدار الأخير أو جزء منه، أو تشكل رابطة أيونية قوية مع المعادن بحيث يتم تقليل إلكتروناتها وتحويلها إلى أيون سالب.
سبيكة
من أجل استخدام خصائص كل من المعادن وغير المعدنية، فإن السبائك التي تحتوي على عنصر معدني واحد على الأقل مصنوعة من عناصر غير معدنية، على سبيل المثال المجوهرات المصنوعة من الذهب، لأن الذهب وحده سهل الهشاشة وبالتالي يختلط مع زيادة الكربون المرونة وبالتالي سهولة التشكيل.