الفلزات عناصر لامعة موصلة للحرارة والكهرباء وقابلة للطرق والسحب مثل الحديد والنحاس والألومنيوم، أما اللافلزات فعناصر غير لامعة غالبًا ورديئة التوصيل وهشة إن كانت صلبة مثل الأكسجين والكربون والكبريت. وبينهما مجموعة ثالثة هي أشباه الفلزات مثل السيليكون. في هذا الدليل نشرح تعريف الفلزات واللافلزات وخواص كل منهما والفرق بينهما بجدول واضح، مع أمثلة وإجابات أشهر الأسئلة، ثم نوضح أين تراها في كهرباء بيتك وإضاءته.
ملخص سريع
- الفلز: عنصر لامع، موصل جيد للحرارة والكهرباء، يُطرق ويُسحب، ويفقد إلكترونات مكوّنًا أيونًا موجبًا.
- اللافلز: عنصر غير لامع غالبًا، رديء التوصيل، هش إن كان صلبًا، ويكتسب إلكترونات مكوّنًا أيونًا سالبًا.
- أشباه الفلزات: تجمع بين خواص الفلزات واللافلزات، وأشهرها السيليكون المستخدم في الإلكترونيات.
- في الجدول الدوري: الفلزات في اليسار والوسط وهي أغلب العناصر، واللافلزات في أعلى اليمين، وأشباه الفلزات على الخط المتعرج بينهما.
ما هي الفلزات؟
الفلزات (Metals) هي العناصر التي تميل إلى فقد إلكترونات مستوى الطاقة الخارجي عند التفاعل، فتتحول إلى أيونات موجبة. وتشكل الفلزات الغالبية العظمى من عناصر الجدول الدوري، ومنها ما نستخدمه يوميًا: الحديد في البناء، والنحاس في الأسلاك، والألومنيوم في الأواني والنوافذ، والذهب والفضة في الحلي.
وسبب لمعانها وتوصيلها الجيد للكهرباء هو الرابطة الفلزية: ذرات الفلز تترتب متقاربة وتتشارك إلكتروناتها الخارجية في ما يشبه «بحرًا» من الإلكترونات الحرة الحركة، وهذه الإلكترونات الحرة هي التي تنقل التيار الكهربائي والحرارة.
خواص الفلزات
- البريق واللمعان: سطحها لامع عند صقله، ولذلك تُستخدم في المرايا والحلي.
- التوصيل الجيد للحرارة والكهرباء: وأفضلها الفضة ثم النحاس ثم الذهب ثم الألومنيوم.
- قابلة للطرق والسحب: يمكن طرقها إلى صفائح رقيقة وسحبها إلى أسلاك دون أن تنكسر.
- صلبة في درجة حرارة الغرفة: عدا الزئبق فهو فلز سائل.
- درجات انصهار وغليان مرتفعة غالبًا: مثل الحديد والتنجستن، مع استثناءات كالغاليوم الذي ينصهر قرب 30°م.
- كثافة عالية غالبًا، وبعضها خفيف كالليثيوم والصوديوم.
- كيميائيًا: تفقد إلكترونات وتكوّن أيونات موجبة، وأكاسيدها قاعدية.
أنواع الفلزات وأمثلة عليها
- الفلزات القلوية: الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم، نشطة جدًا ولينة تُقطع بالسكين.
- الفلزات القلوية الترابية: المغنيسيوم والكالسيوم.
- الفلزات الانتقالية: الحديد والنحاس والزنك والنيكل والفضة والذهب والتنجستن.
- فلزات أخرى: الألومنيوم والقصدير والرصاص.
ما هي اللافلزات؟
اللافلزات (Nonmetals) هي العناصر التي تميل إلى اكتساب الإلكترونات أو المشاركة بها عند التفاعل، فتكوّن أيونات سالبة أو روابط تساهمية. وعددها قليل مقارنة بالفلزات، لكنها أساس الحياة: الأكسجين الذي نتنفسه، والكربون في كل المركبات العضوية، والنيتروجين الذي يشكل معظم الهواء.
خواص اللافلزات
- ليس لها بريق معدني غالبًا: ومن الاستثناءات اليود ذو اللمعان الخفيف.
- رديئة التوصيل للحرارة والكهرباء: ولذلك تدخل في المواد العازلة، ويُستثنى الجرافيت (أحد أشكال الكربون) فهو موصل.
- هشة: اللافلزات الصلبة كالكبريت تتفتت عند الطرق ولا تُسحب أسلاكًا.
- حالاتها متنوعة: غازات كالأكسجين والنيتروجين والكلور، وصلبة كالكربون والكبريت والفسفور، والبروم سائل.
- درجات انصهار وغليان منخفضة غالبًا، مع استثناءات كالكربون.
- كيميائيًا: تكتسب إلكترونات وتكوّن أيونات سالبة، وأكاسيدها حمضية مثل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت.
أنواع اللافلزات وأمثلة عليها
- الهيدروجين: يقع أعلى يسار الجدول لكنه لافلز.
- لافلزات متعددة الذرات وثنائية الذرات: الأكسجين والنيتروجين والكربون والفسفور والكبريت والسيلينيوم.
- الهالوجينات: الفلور والكلور والبروم واليود.
- الغازات النبيلة: الهيليوم والنيون والأرجون والكريبتون والزينون والرادون، وهي خاملة كيميائيًا تقريبًا.
الفرق بين الفلزات واللافلزات
يمكن تلخيص الفرق بين الفلز واللافلز في الخواص الفيزيائية (الشكل والتوصيل والصلابة) والخواص الكيميائية (سلوك الإلكترونات ونوع الأكاسيد):
الفروق الفيزيائية
- المظهر: الفلزات لامعة، واللافلزات باهتة غالبًا.
- التوصيل: الفلزات موصلة جيدة، واللافلزات عازلة أو رديئة التوصيل.
- الطرق والسحب: الفلزات قابلة للطرق والسحب، واللافلزات الصلبة هشة.
- الحالة: الفلزات صلبة عدا الزئبق، واللافلزات غازية أو صلبة والبروم سائل.
- درجة الانصهار: مرتفعة غالبًا في الفلزات، ومنخفضة غالبًا في اللافلزات.
الفروق الكيميائية
- الإلكترونات: الفلز يفقد إلكترونات (أيون موجب)، واللافلز يكتسبها (أيون سالب).
- الأكاسيد: أكاسيد الفلزات قاعدية، وأكاسيد اللافلزات حمضية.
- الروابط: الرابطة الأيونية تتكون بين فلز ولافلز مثل كلوريد الصوديوم (ملح الطعام)، والرابطة التساهمية بين لافلزين مثل الماء، والرابطة الفلزية بين ذرات الفلز نفسه.
الفلزات واللافلزات في الجدول الدوري
الفلزات في يسار الجدول الدوري ووسطه، وتزداد الصفة الفلزية كلما اتجهنا يسارًا ولأسفل. أما اللافلزات ففي أعلى يمين الجدول إضافة إلى الهيدروجين، وتزداد الصفة اللافلزية كلما اتجهنا يمينًا ولأعلى (عدا الغازات النبيلة الخاملة). ويفصل بينهما خط متعرج يشبه الدرج يبدأ من البورون، وعلى امتداده تقع أشباه الفلزات.
ما هي أشباه الفلزات؟
أشباه الفلزات (Metalloids) عناصر لها خواص مشتركة بين الفلزات واللافلزات؛ فالسيليكون مثلًا له لمعان يشبه الفلزات لكنه هش كاللافلزات، وتوصيله للكهرباء متوسط. ولهذا يُجاب عن العبارة الشائعة «أشباه الفلزات لها خواص فيزيائية وكيميائية مشابهة للفلزات فقط» بأنها خطأ.
- أشهرها: البورون، السيليكون، الجرمانيوم، الزرنيخ، الأنتيمون، التيلوريوم.
- أهم استخدام: أشباه الموصلات التي يُتحكم في توصيلها للكهرباء، وعليها تقوم رقائق الإلكترونيات والخلايا الشمسية.
السبائك: عندما نخلط الفلزات
السبيكة خليط من فلز مع فلز آخر أو مع لافلز، يُصنع لتحسين صفات الفلز الأصلي كالصلابة أو مقاومة الصدأ. ومعظم ما نسميه في حياتنا «معادن» هو في الحقيقة سبائك:
- الصلب (الفولاذ): حديد مع نسبة صغيرة من الكربون، وهو مثال على سبيكة فيها لافلز، ويُستخدم في البناء والأدوات.
- الستانلس ستيل: حديد مع الكروم والنيكل، فيقاوم الصدأ، ولهذا يُستخدم في المطابخ والأدوات الطبية وبعض هياكل الإنارة.
- النحاس الأصفر (البراص): نحاس مع زنك، ويُستخدم في أطراف المقابس والأفياش والصنابير.
- البرونز: نحاس مع قصدير، أقسى من النحاس وحده، ويُستخدم في التماثيل والميداليات.
- سبائك الألومنيوم: خفيفة وقوية، وتُصنع منها النوافذ وهياكل الطائرات وبروفايلات الإضاءة.
سلسلة النشاط الكيميائي للفلزات
لا تتفاعل الفلزات بالدرجة نفسها؛ فبعضها شديد النشاط يتفاعل مع الماء بقوة، وبعضها خامل تقريبًا. وترتب الفلزات حسب نشاطها في ما يسمى سلسلة النشاط الكيميائي:
- الأنشط: البوتاسيوم، ثم الصوديوم، ثم الكالسيوم، ثم المغنيسيوم؛ ولهذا يُحفظ الصوديوم والبوتاسيوم تحت الزيت بعيدًا عن الماء والهواء.
- متوسطة النشاط: الألومنيوم، ثم الزنك، ثم الحديد، ثم الرصاص.
- الأقل نشاطًا: النحاس، ثم الفضة، ثم الذهب؛ ولهذا تبقى الحلي الذهبية لامعة لقرون.
- القاعدة: الفلز الأنشط يحل محل الفلز الأقل نشاطًا في مركباته، فالحديد مثلًا يحل محل النحاس في محلول كبريتات النحاس.
صدأ الحديد وتآكل الفلزات
الصدأ تفاعل الحديد مع الأكسجين والماء، فيتكون أكسيد الحديد الهش ذو اللون البني المحمر. ولحماية الحديد يُطلى بالدهان، أو يُجلفن بطبقة من الزنك، أو يُستبدل بالستانلس ستيل أو الألومنيوم الذي يكوّن طبقة أكسيد رقيقة تحميه. ولهذا تُصنع أغلب الإضاءة الخارجية والكشافات من الألومنيوم أو المعدن المطلي لتتحمل الرطوبة والحرارة في الأحواش والواجهات.
إجابات أشهر أسئلة الفلزات واللافلزات
هذه إجابات مختصرة لأكثر العبارات التي يبحث عنها الطلاب:
- العناصر اللامعة القابلة للسحب، والجيدة التوصيل للحرارة والكهرباء هي: الفضة والنحاس والحديد (لأنها كلها فلزات، بخلاف الخيارات التي تحتوي الأكسجين).
- من خواص الفلزات: لها بريق ولمعان.
- أي من العناصر التالية مثال على اللافلزات (الحديد، النيكل، الأكسجين، الخارصين)؟ الأكسجين.
- أي مما يأتي لا يُعد من خصائص الفلزات؟ رديئة التوصيل للحرارة والكهرباء.
- تمتاز ... بأنها صلبة لامعة موصلة للحرارة والكهرباء: الفلزات.
- الرابطة الأيونية بشكل عام تحدث بين: الفلزات واللافلزات.
- أشباه الفلزات لها خواص مشابهة للفلزات فقط: خطأ.
الفلزات واللافلزات في كهرباء بيتك وإضاءته
اختيار المادة في كل قطعة كهربائية قائم على الفرق بين الفلز واللافلز: الفلز يوصل التيار، واللافلز يعزله.
- النحاس في الأسلاك: موصل ممتاز ومرن، ولذلك تُصنع منه أسلاك التمديدات وتوصيلات الكهرباء، مثل توصيلة MAND بكيبل 1.5 ملم، وأطراف رأس الفيش الثلاثي نحاسية لتوصيل ثابت.
- البلاستيك العازل: مركبات من لافلزات كالكربون والهيدروجين والكلور (مثل PVC)، تغلف الأسلاك وتصنع منها أغطية الأفياش لأنها لا توصل الكهرباء.
- التنجستن: صاحب أعلى درجة انصهار بين الفلزات، ولذلك صُنعت منه فتيلة اللمبة التقليدية التي تتوهج من شدة الحرارة.
- الغازات النبيلة: الأرجون يُملأ به كثير من اللمبات التقليدية لإبطاء تآكل الفتيلة، والنيون يعطي اللون الأحمر البرتقالي في لوحات النيون.
- الألومنيوم: خفيف وموصل جيد للحرارة، فيُستخدم مشتتًا لحرارة لمبات الليد والكشافات لإطالة عمرها.
- أشباه الموصلات: شريحة الليد مصنوعة من مركبات أشباه موصلة (مثل نيتريد الغاليوم في الليد الأبيض والأزرق)، ومكونات المشغل (الدرايفر) تعتمد على السيليكون.
ولفهم كيف يسري التيار في هذه الموصلات اقرأ الفرق بين الكهرباء الساكنة والمتحركة، وفاز الكهرباء وأنواعه، والفرق بين 110 و220 و380 فولت.
خامات منتجات الإضاءة: فلزات ولافلزات
أي ثريا أو لمبة أو توصيلة في بيتك هي مزيج مدروس من الفلزات واللافلزات، كل منها في المكان الذي تخدمه صفاته:
- النحاس: في أسلاك التوصيلات الكهربائية بمقطع 1.5 ملم، وأطراف المقابس من النحاس أو البراص.
- الألومنيوم: في بروفايلات الإضاءة المخفية لأنه خفيف ويبدد حرارة شريط الليد، وفي أجسام الكشافات.
- الحديد والصلب: في هياكل الثريات والكشافات، مطليًا بالأسود أو الذهبي أو الكروم.
- الزجاج والكريستال: أساسهما ثاني أكسيد السيليكون، أي مركب من شبه فلز ولافلز، ويكسران الضوء في ثريات الكريستال.
- الأكريليك: بوليمر من الكربون والهيدروجين والأكسجين، خفيف وشفاف، ومنه حلقات الثريات المودرن.
- شريحة الليد: مركبات أشباه موصلات مثل نيتريد الغاليوم، فلز ولافلز معًا.
تجربة بسيطة: كيف تميّز الفلز من اللافلز بلمبة وبطارية؟
أشهر تجربة مدرسية للتفريق بين الفلزات واللافلزات هي اختبار التوصيل الكهربائي، وتحتاج فيها إلى بطارية صغيرة ولمبة صغيرة تعمل على جهد البطارية وثلاثة أسلاك:
- صِل القطب الموجب للبطارية بطرف اللمبة بسلك.
- صِل الطرف الآخر للمبة بسلك ثانٍ، واترك طرفه حرًا.
- صِل القطب السالب للبطارية بسلك ثالث واترك طرفه حرًا.
- ضع العينة (مسمار حديد، قطعة نحاس، قلم رصاص، قطعة كبريت، بلاستيك) بين الطرفين الحرين.
- إذا أضاءت اللمبة: العينة موصلة، وغالبًا هي فلز.
- إذا لم تضئ: العينة عازلة، وغالبًا هي لافلز.
- انتبه للجرافيت: رصاص القلم يضيء اللمبة رغم أنه كربون (لافلز)، وهو الاستثناء المشهور.
تنبيه سلامة: أجرِ التجربة على بطارية صغيرة فقط، ولا تستخدم كهرباء المنزل 220 فولت في أي تجربة.
استخدامات الفلزات واللافلزات في حياتنا
- الحديد والصلب: حديد التسليح والهياكل والأدوات.
- النحاس: الأسلاك والكابلات وأنابيب المياه والمكيفات.
- الألومنيوم: النوافذ والأواني وعلب المشروبات وهياكل الطائرات.
- الذهب والفضة: الحلي، ونقاط التوصيل الدقيقة في الإلكترونيات.
- الأكسجين: التنفس والاحتراق والمستشفيات.
- الكربون: أساس المركبات العضوية والوقود والبلاستيك، والجرافيت في أقلام الرصاص.
- الكلور: تعقيم مياه الشرب والمسابح وصناعة PVC.
- النيتروجين: الأسمدة وحفظ الأطعمة.
- السيليكون (شبه فلز): الرقائق الإلكترونية والخلايا الشمسية.
الأسئلة الشائعة عن الفلزات واللافلزات
ما تعريف الفلزات واللافلزات؟
الفلزات عناصر لامعة موصلة للحرارة والكهرباء تفقد الإلكترونات، واللافلزات عناصر غير لامعة غالبًا رديئة التوصيل تكتسب الإلكترونات.
ما أهم خواص الفلزات؟
البريق، والتوصيل الجيد للحرارة والكهرباء، والقابلية للطرق والسحب، والصلابة في درجة حرارة الغرفة عدا الزئبق.
ما خصائص اللافلزات؟
غير لامعة غالبًا، رديئة التوصيل عدا الجرافيت، هشة إن كانت صلبة، وأغلبها غازات أو مواد صلبة والبروم سائل.
ما الفرق بين الفلز واللافلز؟
الفلز لامع موصل قابل للطرق ويفقد إلكترونات، واللافلز باهت عازل هش ويكتسب إلكترونات، وأكاسيد الفلزات قاعدية بينما أكاسيد اللافلزات حمضية.
هل يوجد فلز سائل؟
نعم، الزئبق هو الفلز الوحيد السائل في درجة حرارة الغرفة، والبروم هو اللافلز السائل.
أي فلز أفضل في توصيل الكهرباء؟
الفضة هي الأفضل، يليها النحاس الذي يُفضل في الأسلاك لأنه أرخص بكثير.
لماذا يوصل الجرافيت الكهرباء رغم أنه لافلز؟
لأن في تركيبه إلكترونات حرة الحركة بين طبقاته، بخلاف الماس المكون من الكربون نفسه وهو عازل.
أين تقع الفلزات واللافلزات في الجدول الدوري؟
الفلزات في اليسار والوسط، واللافلزات في أعلى اليمين مع الهيدروجين، وأشباه الفلزات على الخط المتعرج بينهما.
ما هي السبيكة؟
خليط من فلز مع فلز آخر أو مع لافلز لتحسين صفاته، مثل الصلب من الحديد والكربون، والنحاس الأصفر من النحاس والزنك.
ما أنشط الفلزات؟
من أنشطها البوتاسيوم والصوديوم، وأقلها نشاطًا النحاس والفضة والذهب.
لماذا يصدأ الحديد ولا يصدأ الذهب؟
لأن الحديد أنشط كيميائيًا فيتفاعل مع الأكسجين والماء، أما الذهب فمن أقل الفلزات نشاطًا.
لماذا تُصنع الأسلاك من النحاس وليس من الفضة؟
الفضة أفضل توصيلًا بقليل، لكن النحاس أرخص بكثير وموصل ممتاز ومرن، فهو الأنسب للأسلاك.
تسوّق مستلزمات الكهرباء والإضاءة من نقطة الإضاءة
- 🛡️ ضمان يصل إلى 5 سنوات حسب المنتج.
- 🚚 شحن لجميع مدن المملكة، ومجاني للطلبات فوق 299 ريال.
- 💳 تقسيط عبر تابي وتمارا.
- 🏬 معرض طريق المدينة النازل بجدة.
- 📞 للطلب والاستفسار: جوال وواتساب 0509094713
آراء عملاء نقطة الإضاءة
قبل الشراء، اطّلع على تقييمات وآراء عملاء نقطة الإضاءة من المشترين الموثَّقين حول جودة المنتجات وسرعة الشحن وخدمة ما بعد البيع، وتجد أيضًا تقييمات كل منتج في صفحته داخل المتجر.
الخلاصة
- الفلزات: لامعة، موصلة، قابلة للطرق والسحب، وتكوّن أيونات موجبة.
- اللافلزات: باهتة غالبًا، عازلة، هشة، وتكوّن أيونات سالبة.
- أشباه الفلزات: بين الاثنين، وعليها تقوم الإلكترونيات.
- في بيتك: النحاس يوصل التيار، والبلاستيك يعزله، والتنجستن والغازات النبيلة وأشباه الموصلات تصنع الضوء.
✨ تصفّح توصيلات الكهرباء | لمبات الليد | عقد لمبات فيلامنت
مقالات ذات صلة
- الكهرباء الساكنة والمتحركة
- فاز الكهرباء وأنواعه
- الفرق بين كهرباء 110 و220 و380 فولت
- أنواع اللمبات بالصور
- الفرق بين اللومن والوات