ما هي الفلزات التي تتفاعل بسهولة وليونة

كتابة: Dina Ahmed آخر تحديث: 05 ديسمبر 2022 , 09:58

الفلزات التي تتفاعل بسهولة وليونة هي 

الفلزات القلوية .

تعتبر الفلزات القلوية من أكثر العناصر غرابة وإثارة للاهتمام، ويرجع ذلك إلى تركيبها المتناقض، فالبعض منها عبارة عن معادن صلبة وناعمة وخفيفة جدًا بحيث يمكن تشكيلها بسهولة بالمقص كما أنها يمكن أيضًا أن تطفو على الماء، وبعضها يحتوي على نقاط انصهار منخفضة جدًا بحيث من الممكن أن تذوب في السوائل عند درجات الحرارة العالية.

يُطلق على الفلزات القلوية اسم المجموعة الأولى من العناصر المعدنية في الجدول الدوري أو المعادن القلوية، وذلك لأنها تُشكل العمود الموجود في أقصى اليسار من الجدول الدوري الحديث، فتضم الفلزات القلوية بعض العناصر وهي الليثيوم والصوديوم، والبوتاسيوم والروبيديوم،والسيزيوم، والفرانسيوم، بالإضافة إلى عنصر الهيدروجين الذي يوجد على أقصى اليسار في الجدول الدوري ولكنه لا يتم تصنيفه تبع المعادن القلوية نظرًا لكونه غاز غير معدني.

يعتبر الليثيوم من أخف الفلزات القلوية، فهو يمتلك كثافة منخفضة جدً بحيث يمكنه أن يطوف على الماء، فتبلغ كثافته حوالي 0.53جم /سم مكعب، وكثافة ماء الصنوبر حوالي 1.00 جم / سم مكعب ولذلك يطفوا الليثيوم فوق ماء الصنوبر، كما أن عنصر الليثيوم يمتلك ذرات صغيرة جدًا بها ثلاث إلكترونات فقط.

 الفرانسيوم هو أحد العناصر المعدنية الفلزية النقية، وهو الأكثر تفاعل من بين الفلزات القلوية، والمعروف أيضًا بكونه أكبر العناصر وأكثرها احتواًء للذرات من أي عنصر آخر في الجدول الدوري، كما أنه من العناصر الغير مستقرة والتي يتم انتاجها بشكل طبيعي ومستمر في أي وقت. [1]

خصائص الفلزات القلوية

  • خصائص فيزيائية.
  • خصائص كيميائية.

تنتمي الفلزات القلوية إلى عناصر المجموعة الأولى، وهي من الفلزات المتطايرة والتي تحتوي في غلافها الخارجي على إلكترون واحد فقط، ومعظم عناصرها ذات تفاعل سريع، ويُشير مصطلح القلوية هنا إلى الخصائص العامة و الأساسية لهيدروكسيدات الفلز.

تُسمى عناصر الفلزات القلوية بالمعادن القلوية نظرًا لتفاعلها مع الماء من أجل تكوين القلويات، وهي من القلويات القوية والقادرة على معادلة الأحماض، وتعتبر الفلزات القلوية هي أفضل مثال على اتجاهات مجموعة الجدول الدوري الحديث من حيث الخصائص، فنلاحظ أن الخصائص الفيزيائية للفلزات القلوية تختلف وتتفاعل بشكل طردي عند التحرك إلى أسفل في المجموعة الأولى.

يعتبر الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم، والفرنسيوم من المعادن القلوية التي تنتمي إلى المجموعة الأولى كما وضحنا من قبل، وهي من الفلزات الموجودة في الطبيعة مثلها مثل بقية العناصر الأخرى، يحتوي كل معدن من تلك المعادن القلوية على إلكترون واحد فقط في طبقتها الخارجية، كما أنها من العناصر التي تفقد إلكتروناتها بسهولة في الطبقة الخارجية لها.

على الرغم من أن الهيدروجين يقع في المجموعة الأولى إلا أنه ليس من الفلزات القلوية نظرًا لكونه من الغازات، لا يفقد الهيدروجين إلكتروناته بسرعة وذلك لأنه صغير الحجم، كل تلك الخصائص للفلزات القلوية تعتبر من الخصائص العامة، بالإضافة إلى الخصائص الكيميائية والفيزيائية التي سوف نتعرف عليها فيما يلي:

الخصائص الفيزيائية: تُشير الخواص الفيزيائية للفلزات القلوية إلى الخصائص التي يمكن رؤية المادة عليها بمجرد النظر مثل ملاحظة الحجم والحالة التي عليها العنصر سواء كان صلب أو سائل، أو غازي، بالإضافة إلى الكتلة واللون والكثافة والقوة،وفيما يلي سوف نتعرف على الخصائص الفيزيائية للفلزات القلوية، وإليك هي:

  • المظهر الجسماني

جميع المعادن القلوية تمتلك بريق معدني ولون أبيض فضي.

  • النعومة

تمتلك المعادن القلوية النعومة اللازمة التي تجعلها قابلة للطرق وللتشكيل، كما أنها تمتلك مظهر لامع بسبب تذبذب الإلكترونات.

  • الكثافة

ليست جميع العناصر في المجموعة الأولى ذات كثافة واحدة، ويرجع ذلك إلى ترتيب الذرات في البلورات المعدنية، فعلى سبيل المثال يمتلك عنصر الليثيوم أقل كثافة ويرجع ذلك إلى وزنه الذري المنخفض، فتزداد كثافة العناصر بتناقص الأعداد الذرية ويرجع ذلك إلى الأوزان الذرية، فنرى أن عنصر البوتاسيوم أخف من الصوديوم في الكثافة ويرجع ذلك إلى الحجم الذري.

  • الحجم الذري

يرتفع الحجم الذري للمعادن القلوية بانخفاض عدد المجموعات،ولذلك يزداد نصف القطر الذري والأيوني معًا.

  • نقاط الانصهار والغليان

يقوم الترابط الشبكي البلوري الضعيف للمعادن القلوية بإضافة نقاط الانصهار، ووضع نقطة الغليان المنخفضة لجميع المعادن القلوية، وبذلك يحدث ترابط لنصف القطر الذري، ولكن بسبب وجود إلكترون واحد فقط في التكافؤ تكون الرابطة بين الذرات ضعيفة، ولكن بزيادة قطر الذرات يزداد تنافر الإلكترونات الغير مترابطة، وذلك يعمل على تقليل قيم نقط الانصهار والغليان من Li إلى Cs.

  • قوة التأين

تمتلك المعادن القلوية أقل طاقة تأين أولية، فتحتوي النواة التابعة لها على الأبعاد s-electron، لذلك لا تحتاج الفلزات القلوية عند إزالتها إلى طاقة كبيرة نظرًا لطاقة تأينها المنخفضة.

  • الطابع الكهربائي

تتميز الفلزات القلوية بشدة حساسيتها للكهرباء نظرًا لطبيعة معدنيتها، وتلك الميزة تزداد كلما تقدمت الفلزات القلوية من Li إلى Cs وهو العنصر المعدني الأكثر حساسية للكهرباء.

  • جهود القطب

بما أن الفلزات القلوية شديدة الحساسية للكهرباء وتقوم بالتأكسد في الماء بقوة وسهولة، وتُطلق غاز الهيدروجين، فنلاحظ أن القطب الكهربي Li + / Li لديه أكبر إمكانية سالبية، لذلك فإن عنصر الليثيوم هو من أكثر العناصر التي تفقد إلكترونها بسهولة ولذلك يعتبر عامل مختزل قوي.

  • ترطيب الأيونات

تمتلك جميع أملاح الفلزات القلوية باستثناء عنصر الليثيوم، أيونات قابلة للذوبان في الماء، ويرجع ذلك إلى الميل القوي لترطيب الكاتيونات الفلزية القلوية، ويمكن التوضيح من خلال المعادلة الآتية، M + (ز) + H 2 O (فائض) → M + ولذلك، يعتبر هذا التفاعل تفاعل طارد للحرارة نظرًا لأن ميل الترطيب يختلف باختلاف رسوم الكاتيونات إلى نسبة نصف القطر، وبالتالي ينخفض ​​من Li + إلى Cs +، لذلك نلاحظ أن الكاتيونات الأصغر تمتلك طاقة ترطيب أكبر.

  • لون اللهب

عند تفاعل المعادن القلوية أو تعرضها لدرجة حرارة فإنها تعطي لهب غير مضيء، ويرجع ذلك إلى امتصاص الطاقة، فيتم تحفيز الإلكترونات الخاصة بالمعادن القلوية والأملاح الناتجة عنها، من أجل صعودها إلى مستوى طاقة أعلى وذلك يكون عند تعرضها إلى اللهب بشكل مباشر،  وبالتالي يتم إنتاج لون فاتح مع عودة الإلكترونات إلى المستوى الأرضي مجددًا، فعندما ينتقل العنصر من Li إلى Cs، تقل حينها طاقة التأين، مما يُزيد من تردد الضوء المنبعث.

  • التأثير الكهروضوئي

تتمتع الفلزات القلوية بتأثيرها الكهروضوئي ويرجع ذلك إلى انخفاض نشاط التأين ووظيفة العمل بها. 

الخصائص الكيميائية: تعتبر الفلزات القلوية من أكثر مجموعات المعادن نشاطًا في الجدول الدوري، حيث أنها تحتوي على إلكترون واحد ضعيف في غلافها الخارجي، والذي يقوم بالتنقل بسهولة في التفاعلات الكيميائية، فتتفاعل جميع عناصر المجموعة الأولى بشكل قوي مع الماء البارد من أجل تكوين غاز الهيدروجين والمحلول القلوي المكون من هيدروكسيد المعدن.

تتخلى جميع عناصر المجموعة الأولى بسهولة عن إلكترونها الخارجي بسبب ضعفه وبذلك يتم إنتاج الأيون المعدني الموجب واتحاده مع الغلاف الخارجي للذرة، وهناك العديد من الخصائص الكيميائية الأخرى التابعة للمعادن القلوية، وإليك هي:

  • جميع المعادن القلوية تُظهر خواص كيميائية متشابهة.
  • جميع ذرات المعادن القلوية تمتلك إلكترون واحد وتكافؤ واحد.
  • المعادن القلوية شديدة التفاعل.
  • تعمل كعوامل مختزلة.
  • مانحة للإلكترونات رغم فقرها لها.
  • موجبة الكهربية.
  • تذوب في الأملاح.
  • تتفاعل مع الماء.
  • تتفاعل مع غاز الأكسجين. [2] [3]

استخدامات الفلزات القلوية

للفلزات القلوية العديد من الاستخدامات المختلفة والذي ينفرد كل عنصر من العناصر الموجودة في المجموعة بها، ولكن فيما يلي سوف نتعرف على الاستخدامات العامة للمعادن القلوية، وإليك هي:

  • يتم استخدامها في إنتاج البطاريات من خلال عنصر الليثيوم.
  • يساعد الليثيوم في معالجة السيليكا.
  • يتم استخدامها في إنتاج زيوت التشحيم.
  • تساهم في إنتاج الألومنيوم.
  • يساهم الصوديوم في إنتاج مصابيح بخار الصوديوم. [4]
إشترك
نبّهني عن
guest
0 تعليقات
رد خطي
الإطلاع على كل التعليقات
زر الذهاب إلى الأعلى