ما هي أنواع المعادن

ما-هي-أنواع-المعادن/

المعادن الفلزية

تعريف المعادن الفلزية أو الفلزات (Metals) هي جميع العناصر الكيميائية التي تفقد الإلكترونات خلال التفاعلات الكيميائية، ويُستثنى منها غاز الهيدروجين، والمعادن الفلزية من أنواع المعادن الموصلة للكهرباء، وفي الفقرات الآتية أهم المعلومات المتعلقة بالمعادن الفلزية.[١]


خصائص المعادن الفلزية

تتميز المعادن الفلزية بالعديد من الخصائص الكيميائية والفيزيائية، فمن خصائصها الكيميائية أنها تفقد الإلكترونات خلال التفاعلات الكيميائية، وفيما يأتي أبرز خصائص المعادن الفلزية:[٢]

  • جميع المعادن الفلزية صلبة في درجة حرارة الغرفة باستثناء الزئبق، فهو المعدن الفلزي الوحيد السائل في درجة حرارة الغرفة.
  • تمتلك جميع المعادن الفلزية لمعانًا مميزًا، كما يُمكن صقلها وتشكيلها.
  • يُمكن تشكيل المعادن الفلزية بسهولة، ويمكن أيضًا تحويلها إلى أسلاك.
  • تُعد المعادن الفلزية موصلات ممتازة للكهرباء، وذلك لاحتوائها على الأيونات الحرة.
  • جميع المعادن صلبة ما عدا البوتاسيوم والصوديوم.
  • تمتلك المعادن الفلزية درجة انصهار وغليان عالية مقارنة مع المعادن الأخرى.


استخدامات المعادن الفلزية

تتعدد أنواع المعادن الفلزية وهي من أنواع المعادن اللامعة وغير شفافة، وهي موصلة ممتازة للكهرباء، وجميع خصائصها الكيميائية والفيزيائية تجعلها مثالية لاستخدامها في العديد من المجالات، وفيما يأتي أبرز استخدامات المعادن الفلزية:[٣]

  • وسائل النقل: حيث تستخدم المعادن الفلزية في صناعة السيارات، الطائرات، القطارات ووسائل النقل الأخرى.
  • الأجهزة الكهربائية: وهذا بسبب موصليتها العالية للكهرباء، ولهذا السبب فهي تستخدم في صناعة أسلاك أجهزة الحواسيب، والتلفاز، والآلات الحاسبة.
  • حفظ الأطعمة: تُستخدم المعادن الفلزية في صناعة الثلاجات، والمايكروويف، وموقد طبخ الطعام.
  • المستلزمات الصناعية: كالمسامير، البراغي والصواميل المستخدمة في الصناعات المختلفة.
  • إنتاج وتوزيع الطاقة الكهربائية: تُستخدم المعادن الفلزية في آبار النفط، خطوط الطاقة، التوربينات والمحولات.
  • الزراعة: تُستخدم المعادن الفلزية أيضًا في صناعة الجرارات والحصادات وأدوات المزارعين.


أمثلة على المعادن الفلزية

يعد 75% من المعادن في الطبيعة من المعادن الفلزية، ولهذا السبب فهي متوفرة في الطبيعة بوفرة وتنوع[٤]، وفيما يأتي أبرز الأمثلة على المعادن الفلزية:

  • الذهب (Au): يُعد الذهب من العناصر غير المتوفرة في الطبيعة بنسبة كافية، حيث يُستهلك منه حوالي 1500 طن سنويًا.[٥]
  • الفضة (Ag): يُعد أفضل موصل للكهرباء، كما أنّه متوفر في الطبيعة بنظيره (Ag-107) بنسبة 51.839%، والنظير (Ag-109) بنسبة 48.161%.[٦]
  • النحاس (Cu): وهو معدن فلزي قوي في توصيله للكهرباء، حيث يحتل المرتبة الثانية بعد الفضة، ويتواجد في الطبيعة على شكل خليط من النظير (Cu-63) بنسبة 69.15%، والنظير (Cu-65) المتوفر في الطبيعة بنسبة 30.85%.[٧]
  • الحديد (Fe): الحديد أكثر المعادن الفلزية وفرة في الطبيعة، حيث إنه المكون الرئيسي في لُب الأرض، ويدخل في تراكيب الصخور المكونة للكرة الأرضية، وفي أجسام المخلوقات الحية.[٨]
  • الزئبق (Hg): وهو المعدن الفلزي الوحيد السائل في درجة حرارة الغرفة، ويتوافر في الطبيعة على شكل سبعة نظائر مختلفة.[٩]


تُعتبر المعادن الفلزية من أنواع المعادن الموصلة للكهرباء، ولديها العديد من الخصائص والاستخدامات المفيدة في حياتنا، من أبرز الأمثلة عليها الذهب، والفضة، والنحاس، والحديد، والزئبق.


المعادن غير الفلزية

تعريف المعادن غير الفلزية (Non-ferrous metals) هي أنواع المعادن التي تمتلك خصائص فيزيائية لا تمكنّها من توصيل الكهرباء، وبذلك فهي تختلف تمامًا عن الفلزات في خصائصها واستخداماتها، وعمومًا تُعد نسبة وجود اللافلزات أقل بكثير مقارنة مع الفلزات.[١٠]


خصائص المعادن غير الفلزية

تختلف خصائص اللافلزات تمامًا عن الفلزات، وفيما يأتي أبرز خصائص الفلزات الكيميائية والفيزيائية:[١١]

  • لا توصل اللافلزات الطاقة الكهربائية، وهذا يعني أنّها من العوازل الكهربائية.
  • يُمكن أن تتواجد اللافلزات في الطبيعة بحالتها الصلبة، والسائلة، أو الغازية في درجة حرارة الغرفة.
  • يُمكن أن تكون الفلزات شفافة أو ملونة، هشة أو صلبة.
  • تُقسم اللافلزات من الناحية الكيميائية إلى مواد تساهمية ومواد أيونية.
  • يُمكن أن تكون اللافلزات من الأيونات أحادية الذرات أو أيونات متعددة الذرات.
  • تمتلك اللافلزات شحنة سالبة، وهذا معناه أنها تكسب الإلكترونات خلال التفاعلات الكيميائية.


استخدامات المعادن غير الفلزية

على الرغم من أن خصائص المعادن غير الفلزية عمومًا أضعف من المعادن الفلزية، ولكن لا تقل المعادن غير الفلزية أهمية عنها، حيث تُستخدم في العديد من نواحي الحياة، وفيما يأتي أبرز استخدامات المعادن غير الفلزية:[١٢]

  • التنفس: فالأكسجين هو أحد المعادن غير الفلزية، ويستخدمه الإنسان والحيوان في التنفس.
  • نمو النباتات: فالنيتروجين أيضًا من المعادن الغير فلزية، ويساهم في تحفيز نمو النباتات.
  • تنقية الماء: يُستخدم الكلور في تنقية الماء وإزالة الملوثات منها.
  • تعقيم الجروح: باستخدام اليود، وهو أحد المعادن الغير فلزية والذي يُساهم في تعقيم الجروح.
  • الوقود: وخصوصًا المعدن غير الفلزي الكربون، والذي يُستخدم في صناعة الوقود.


أمثلة على المعادن غير الفلزية

يُمكن أن تكون المعادن غير الفلزية صلبة، أو سائلة، أو غازية، وبذلك تختلف خصائصها العامة عن المعادن الفلزية[١٣]، وفيما يأتي أشهر الأمثلة على المعادن غير الفلزية:

  • الأكسجين (O): وهو غاز عديم اللون، والطعم، والرائحة، ويُشكّل الأكسجين 46% من كتلة الأرض، و21% من الغلاف الجوي، علاوة على وجوده في الماء بنسبة تصل إلى 89%.[١٤]
  • الكربون (C): وهو عنصر كيميائي تمتلك المخلوقات الحية منه نسبة كبيرة، ولكنّه يتوفر في قشرة الأرض وصخورها بنسبة 0.025% فقط.[١٥]
  • الهيدروجين (H): وهو غاز عديم اللون، والطعم، والرائحة، وعلى الرغم من أنّه العنصر الأكثر وفرة في الغلاف الجوي، ولكنه يتوفر في قشرة الأرض بنسبة 0.14% فقط.[١٦]
  • الكبريت (S): وهو مادة صلبة، وهشة، وصفراء اللون، ولا طعم لها، ويتوفر في قشرة الأرض بنسبة تتراوح بين 0.03% و0.06%، وتحتوي مياه البحر على الكبريت بنسبة 0.09%.[١٧]
  • الفسفور (P): وهو مادة شمعية صلبة وعديمة اللون، ويساهم الفسفور بحوالي 0.10% من وزن الأرض.[١٨]


تنقسم المعادن إلى 11 نوعًا، ويتميّز كل نوع بالخصائص الكيميائيّة والفيزيائيّة المتنوعة، وأحد أنواع المعادن العناصر الطبيعية، والتي تنقسم إلى معادن فلزية ومعادن غير فلزية، ويمتلك كل نوع استخداماته وخصائصه الفريدة التي تُميّزه عن غيره.


هل توجد المعادن في جسم الإنسان؟

تُوجد المعادن في جسم الإنسان بكميات ضئيلة جدًا، وفي الحقيقة فإن نقص أحد هذه المعادن يُمكن أن يُؤدي إلى العديد من المشاكل الصحية، والتي تتراوح خطورتها ما بين ضعيفة إلى شديدة الخطورة، وفيما يأتي أبرز المعادن في جسم الإنسان وفوائدها الصحية:[١٩]

  • الكالسيوم (Ca): وهو أكثر المعادن وفرة في الجسم، ويحتاجه الجسم للقيام بالعديد من العمليات الحيوية كنقل المعلومات في الجهاز العصبي، ودعم نمو العظام والأسنان.
  • الفسفور (P): وهو من أهم المعادن في جسم الإنسان، حيث يدعم الكالسيوم في عملية بناء العظام والأسنان.
  • المغنيسيوم (Mg): وهو من المعادن الهامة لنشاط الإنزيمات في الجسم.
  • الصوديوم (Na): وهو عنصر هام في عملية تنظيم الماء في الجسم، وهو ضروري لصحة الكلى.
  • البوتاسيوم (K): وهو من المعادن الهامة في عملية نقل السيالات العصبية، بالإضافة إلى تنظيم مستوى الماء في الجسم.


تُوجد المعادن في جسم الإنسان، ولكن بكميات ضئيلة جدًا، ومنها: الكالسيوم، والفسفور، والمغنيسيوم، والصوديوم، والبوتاسيوم، وتُساهم المعادن في دعم العديد من العمليات الحيوية في جسم الإنسان، ويُمكن أن يؤدي نقصها إلى الإصابة بالأمراض المختلفة.

المراجع[+]

  1. "Metals, Nonmetals, and Metalloids", chem.libretexts, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  2. "Metals, Nonmetals, and Metalloids", chem.libretexts, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  3. "Metals", depts.washington, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  4. "gold", rsc, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  5. "gold", rsc, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  6. "silver", livescience, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  7. "copper", britannica, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  8. "Iron", britannica, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  9. "mercury", britannica, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  10. "nonmetal", britannica, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  11. "nonmetal", britannica, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  12. "uses of non metals", classnotes, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  13. "Metals, Nonmetals, and Metalloids", chem.libretexts, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  14. "oxygen", britannica, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  15. "carbo", britannica, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  16. "hydrogen", britannica, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  17. "sulfur", britannica, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  18. "phosphorus", britannica, Retrieved 18/2/2021. Edited.
  19. "Minerals and trace elements", nutrition, Retrieved 18/2/2021. Edited.

104136 مشاهدة