الفلزات واللافلزات واشباه الفلزات
الدرس الثاني
الفلزات واللافلزات وأشباه الفلزات
أنظر وأتساءل
يسكب مصهور الفلز في قوالب بحيث يتم تبريده وزيادة صلابته، ويشكل في صورة مسامير وأجزاء سيارات وأجسام أخرى. ما الخصائص التي تجعل الفلزات مواد نافعة؟
أستكشف
نشاط استقصائي
كيف أميز بين الفلزات واللافلزات؟
الهدف
في هذا النشاط سوف ألاحظ وأصف أجسامًا مصنوعة من مواد فلزية وأجسامًا أخرى مصنوعة من مواد لافلزية ثم أقارن بينها لأتعرف أوجه التشابه والاختلاف بين كل منها. ثم أصف كل جسم لأحدد الصفات التي تظهر فيه بشكل واضح والصفات التي لا تظهر بشكل واضح.
أحتاج إلى
قضبان بلاستيكية، فلزية وزجاجية.
ورق ألومنيوم.
أوراق.
نظارات واقية.
أسلاك ربط فولاذية مغلفة بالبلاستيك.
عيدان تنظيف الأسنان.
الخطوات
- أرسم جدولًا لتسجيل ملاحظاتي كما في الجدول أدناه.
- أجرب. أختبر التوصيل الحراري، أضع نصف كل جسم تحت الشمس، أو تحت مصباح كهربائي، ثم ألمس الطرف غير المعرض للضوء، وأسجل أيهما أكثر سخونة؟
- أختبر اللمعان. أنظر إلى ورق الألومنيوم، وقطعة من الورق، وأسجل أيهما يعكس الضوء أكثر؟
- أحذر. ألبس النظارة الواقية. أختبر قابلية التشكيل: أثني الرباط الفولاذي من منتصفه، وأثني عود تنظيف الأسنان بالطريقة نفسها. أيهما يأخذ شكلًا جديدًا دون أن ينكسر؟
جدول الملاحظات
الخاصية/الأجسام
إذا قطعتها
اللمعان
التوصيل للحرارة
أشياء أخرى
قضبان بلاستيكية
قضبان فلزية
قضبان زجاجية
أسلاك ربط فولاذية
عيدان تنظيف الأسنان
ورق الألومنيوم
أستخلص النتائج
- أصنف. أستعمل ملاحظاتي لتقرير الخصائص التي استطعت تمييزها في كل مادة بوضوح، وتلك التي تظهر فيها بصورة أقل وضوحًا.
- أتواصل. اعتمادًا على ملاحظاتي ألخص خصائص الفلزات واللافلزات.
أستكشف أكثر
هل تتشابه الفلزات في الخواص جميعها؟ وهل يعد بعضها أمثلة مناسبة لإظهار بعض الخواص التي تميز الفلزات من غير الفلزات؟ أخطط لتجربة، وأنفذها لمعرفة ذلك.
أقرأ وأتعلم
الفكرة الرئيسة
ما خصائص الفلزات وأشباه الفلزات واللافلزات؟
المفردات
القابلية للطرق والسحب
التآكل
شبه الموصل
مهارة القراءة
المقارنة
ما الفلزات؟
للعناصر الكيميائية صفات متعددة تختلف من عنصر إلى آخر. ويصنف العلماء العناصر في مجموعات ثلاث اعتمادًا على التشابه في صفاتها. وهذه المجموعات هي الفلزات، واللافلزات، وأشباه الفلزات. وتشكل الفلزات نحو ٣/٤ العناصر.
تقع الفلزات في الجانب الأيسر والأوسط من الجدول الدوري. ومن أشهر الفلزات شيوعًا الحديد والألومنيوم والنحاس والفضة والذهب.
تشترك الفلزات في مجموعة من الصفات، أهمها اللمعان، والقابلية للتوصيل الحراري والكهربائي، وسهولة تشكيلها بسبب قابليتها للطرق والسحب.
صور
يتميز الذهب بقابليته للطرق والسحب، ويمكن تشكيل قطعة صغيرة من الذهب في صورة رقيقة أو مساحة أكبر.
النحاس فلز لامع، موصل جيد للحرارة والكهرباء، ويمكن تشكيله بسهولة.
حقيقة
إن ١ جم من الذهب يمكن ترقيقه ليكون مساحة مقدارها ١ م².
توجد جميع الفلزات في الحالة الصلبة إلا الزئبق الذي يوجد في الحالة السائلة. ويعد الكروم أكثر الفلزات قساوة، في حين يعد السيزيوم أكثرها ليونة.
بعض الفلزات تتعرض للتآكل في البيئة الخارجية نتيجة تفاعلها مع اللافلزات، ومن ذلك تآكل الحديد بفعل الصدأ. تختلف الفلزات في تأثيرها بالتآكل بحسب نشاطها في التفاعل مع العناصر الأخرى "اللافلزات" الموجودة في البيئة. وتكون الفلزات الأكثر نشاطًا هي الأسرع تآكلًا.
بعض الفلزات يمكن منعها من التفاعل مع الأكسجين عن طريق حفظها تحت الكيروسين مثل الصوديوم والبوتاسيوم لشدة نشاطها الكيميائي.
صور
الزئبق فلز في الحالة السائلة.
تحفظ الصوديوم تحت الكيروسين.
تتآكل بعض الفلزات نتيجة تفاعلها مع اللافلزات.
أختبر نفسي
أقارن. فيم تتشابه الفلزات، وفيم تختلف؟
التفكير الناقد. ترى، هل الفلزات الأكثر قساوة أكثر قابلية للتشكيل أم أقل من الفلزات اللينة؟ ولماذا؟
كيف نستفيد من الفلزات؟
تستعمل الفلزات في مختلف مجالات الحياة؛ فبعضها قوي، والبعض الآخر سهل التشكيل. يستخدم الحديد مثلًا في أعمال البناء وصناعة هياكل السيارات لقوته. ويستعمل الألومنيوم في صناعة أواني الطبخ؛ لأنه موصل جيد للحرارة. ويستعمل النحاس في صناعة الأسلاك الكهربائية؛ لأنه موصل جيد للكهرباء، ويسهل سحبه وتشكيله.
وبعض الفلزات غير نشطة "خاملة"، لذلك يستعملها الأطباء ويثبتونها داخل جسم المصابين، كما في الأسنان أو في العظام، وحتى في القلب، بعد التأكد من أنها لا تتفاعل مع أعضاء الجسم، ومن هذه الفلزات الذهب والفضة والتيتانيوم.
وتعتمد طرق استعمال الفلزات على خصائصها الفيزيائية وكميّة وجودها في الطبيعة. فالفلزات اللامعة والنادرة ومنها الذهب والفضة تستعمل في الزينة وصناعة الحلي والمجوهرات.
نشاط
القساوة مقابل القابلية للتشكيل
- أحذر. ألبس النظارة الواقية لحماية عيني. أثني أحد أطراف مشبك الورق نحو ٩٠° ثم أعيده ثانية إلى وضعه الأصلي. أجري العمل نفسه مع سلك نحاسي.
- أتوقع. كم مرة يجب أن أكرر الخطوة ١ قبل أن ينكسر مشبك الورق، وكذلك السلك النحاسي؟ أجد عدد المرات المطلوبة للكسر كل منهما.
- أيهما يحدث خدشًا للآخر: مشبك الورق أم السلك النحاسي؟ أسجل النتائج بعد محاولة خدش كل منهما للآخر.
- أستنتج. أي الفلزين كان أكثر قساوة؟ وأيهما كان أكثر قابلية للتشكيل؟ أفسر استنتاجي.
أختبر نفسي
أقارن. فيم تتشابه استخدامات النحاس والألومنيوم، وفيم تختلف؟
التفكير الناقد. كيف يمكنك استعمال فلز غير نشط كيميائيًا، وقابل للتشكيل، ولكنه موصل جيد للحرارة؟
صورة
مفصل الورك الاصطناعي مصنوع من مادة فلزية خاملة لا تستخدمه في جسم المصاب.
أي العناصر لافلزات، وأيها أشباه فلزات؟
لماذا تصنع مقابض أدوات الطبخ من الخشب أو السيراميك أو البلاستيك؟ إنها مواد غير موصلة للحرارة والكهرباء.
اللافلزات
تقع اللافلزات في الجانب الأيمن للجدول الدوري. وتوجد اللافلزات في حالات مختلفة، بخلاف الفلزات، فمنها الصلب كالكبريت واليود، ومنها السائل كالبروم، ومنها الغاز كالأكسجين والهيدروجين والكلور.
اللافلزات غير قابلة لإعادة التشكيل بالطرق أو السحب، والصلب منها قابل للكسر، وليس براقين.
ومن اللافلزات النشطة كيميائيًا الهالوجينات، وهي الفلور والكلور والبروم واليود. وهناك عناصر غير نشطة كيميائيًا تسمى الغازات النبيلة "الخاملة"، ومنها الهيليوم والنيون والأرجون والكربتون.
صورة اللافلزات
الكلور "غاز"
البروم "سائل"
اليود "صلب"
أقرأ الصورة
ما حالات المادة للعناصر اللافلزية؟
إرشاد: انظر إلى الحالة الفيزيائية للعناصر في الصورة.
أشباه الفلزات
تسمى العناصر التي لها خصائص بين الفلزات واللافلزات أشباه الفلزات، وتقع بين الفلزات واللافلزات في الجدول الدوري. وهي تشبه الفلزات في بعض الخصائص إلا أنها تختلف عنها في خصائص أخرى؛ فهي غير لامعة، وهي أيضًا أقل كفاءة في نقل التيار الكهربائي والحرارة من الفلزات. لذا تسمى شبه موصلة للتيار الكهربائي والحرارة.
وتختلف أشباه الفلزات في تفاعلاتها الكيميائية؛ فبعضها يتفاعل مع الفلزات ولا يتفاعل مع اللافلزات، وبعضها الآخر على عكس ذلك. وتتميز عمومًا بخواص بين الفلزية واللافلزية.
وأكثر أشباه الفلزات شيوعًا في الطبيعة عنصر السيليكون الذي يشكل ٢٦٪ من القشرة الأرضية، ومنها أيضًا البورون والجرمانيوم.
مواقع العناصر
الألومنيوم: فلز
الكربون: لافلز
السيليكون: شبه فلز له خصائص مشتركة مع بعض الفلزات وخصائص مشتركة مع بعض اللافلزات
الجرمانيوم: شبه فلز
القصدير: فلز
أختبر نفسي
أقارن. فيم تتشابه الغازات النبيلة "الخاملة" مع عنصر الفلور، وفيم تختلف عنه؟
التفكير الناقد. كيف أفسر أن أشباه الفلزات لها خصائص مشتركة مع الفلزات واللافلزات؟
كيف نستفيد من اللافلزات وأشباه الفلزات؟
اللافلزات مواد عازلة جيدة للحرارة والكهرباء. ومعظم مكونات الهواء لافلزات، ومنها النيتروجين والأكسجين، وهما عازلان جيدان للحرارة.
وتعمل اللافلزات التي تدخل في صناعة البلاستيك على عزل أسلاك التوصيل الكهربائي لحمايتنا من الصدمات الكهربائية.
ويستعمل الكلور لتعقيم مياه الشرب وبرك السباحة؛ لأنه نشط كيميائيًا، فيتفاعل مع أجسام الكائنات الحية الدقيقة ويقتلها. أما الأرجون فيستعمل في المصابيح الكهربائية بدل الهواء؛ لأنه لا يتفاعل مع أسلاك الكهرباء في المصباح.
وتستعمل أشباه الفلزات في مجالات تستعمل فيها الفلزات، وأحيانًا اللافلزات. فعلى سبيل المثال، يدخل السيليكون وأشباه فلزات أخرى في صناعة شرائح أجهزة الحاسوب. وتعد هذه الشرائح الأساس في تطور صناعة العمليات الإلكترونية بمختلف أنواعها؛ فهي تتيح للحاسوب إجراء العمليات الحسابية ورسم الصور والترجمة من لغة إلى أخرى.
صور
يستعمل السيليكون وأشباه فلزات أخرى في صناعة شريحة الحاسوب الموضحة في الصورة.
يقضي الكلور على البكتيريا في برك السباحة ويجعله أكثر أمانًا.
أختبر نفسي
أقارن بين استعمالات كل من أشباه الفلزات واللافلزات؟
التفكير الناقد. كيف يمكنني استعمال غاز لافلزي وغير نشط كيميائيًا؟
مراجعة الدرس
ملخص مصور
تشكل الفلزات ثلاثة أرباع العناصر تقريبًا.
خواص الفلزات واللافلزات متعاكسة عمومًا.
أشباه الفلزات تجمع بين خواص الفلزات واللافلزات.
أفكر، وأتحدث، وأكتب
- المفردات. تسمى قابلية المادة للانثناء أو الطي أو التشكيل ....................
- أقارن. ما أوجه التشابه والاختلاف بين الفلزات واللافلزات؟
- التفكير الناقد. كيف يمكنك استعمال فلز لين يعمل موصل كهربائيًا غير فاعل كيميائيًا؟ أعط مثالًا على قطعة السيارة تحتاج هذه القطعة.
- أختار الإجابة الصحيحة. أي المواد التالية من أشباه الفلزات؟
أ. النحاس
ب. الحديد
ج. البورون
د. النيتروجين السائل
- أختار الإجابة الصحيحة. أي المواد التالية تستعمل عادة للقضاء على البكتيريا؟
أ. الكالسيوم
ب. الصوديوم
ج. الكلور
د. النيتروجين
- السؤال الأساسي. ما خصائص الفلزات وأشباه الفلزات واللافلزات؟
المطويات
أنظم أفكاري
أعمل مطوية ألخص فيها ما تعلمته عن الفلزات واللافلزات.
قابلية العنصر للطرق تحت الضغط
خصائص الفلزات واللافلزات
أشباه الفلزات خصائصها
العلوم والرياضيات
كيف تجني ثروة؟
تنتج شركة حاسوب شرائح حاسوبية من كل ١٠ جم من عنصر السيليكون، فإذا كانت تبيع جرام السيليكون الواحد بـ ١٠٠ ريال سعودي فكم ريالًا تحصل عليه الشركة إذا استعملت ١٠٠٠ جم من السيليكون؟
العلوم والمجتمع
أشباه الفلزات والمجتمع
أطلق اسم العصر الحجري على الفترة التي لم تعرف البشرية فيها أشباه الفلزات، فما أثر اكتشاف أشباه الفلزات على تقدم المجتمع التقني؟
جاري تحضير الدرس المعاد صياغته وبناء الأنماط
نحافظ على المعنى العلمي ونربط كل فقرة بنواتجها ومفاهيمها.
إعادة إنتاج الدرس حسب نمط التعلم
طلب واحد ينتج المسارات البصري والسمعي والحركي والقرائي معًا، بصياغة تراعي سياق المناهج السعودية.
اختر نمط التعلم
تُنتج الأنماط الأربعة دفعة واحدة، ثم تُستدعى الحزمة المحفوظة في الزيارات التالية.