تفاوت بین فلزات، نافلزها و متالوئیدها چیست؟
118پعنصر مختلف در جدول تناوبی وجود دارد و هر یک بسته به خواص شیمیایی خود منحصربه‌فرد هستند. عناصر به سه گروه اصلی فلزات، نافلزات و متالوئیدها طبقه‌بندی می‌شوند. بیایید هر طبقه‌بندی، ویژگی‌های آنها و برخی مثال‌های مرتبط را موردبحث قرار دهیم.
فلز چیست؟ فلزات عناصر تناوبی هستند که با صفات و ساختارهای مولکولی مشابه مشخص می‌شوند. آنها معمولاً مواد سخت و براق با رسانایی حرارتی و الکتریکی خوب هستند. فلزات همچنین به دلیل ویژگی‌های شکل‌پذیری، انعطاف‌پذیری و بازتابی منحصربه‌فرد خود شناخته می‌شوند که آنها را برای ساخت‌وساز، صنایع مختلف و حتی کاربردهای پزشکی مناسب می‌سازد.
بیش از 90 نوع فلز در جدول تناوبی وجود دارد که بسته به خواص فیزیکی یا شیمیایی متفاوت طبقه‌بندی می‌شوند. در کاربردهای صنعتی فلزات به سه دسته کلی طبقه‌بندی می‌شود:
- فروس (حاوی آهن)
- غیر آهنی (فاقد آهن)
- آلیاژها (شامل چندین فلز و عناصر دیگر)
خواص فلزات
خواص منحصربه‌فرد یک فلز آن را از سایر عناصر متمایز می‌کند. در زیر به برخی از خواص قابل‌توجه فلزات اشاره‌شده است:
- مقاومت در برابر حرارت: فلزات دارای نقطه ذوب و جوش بالایی هستند که به آنها اجازه می‌دهد در دماهای بالا جامد بمانند.
- رسانایی: فلزات به دلیل توانایی هدایت الکتریسیته و گرمابه دلیل الکترون‌های آزاد که آزادانه در سراسر فلز حرکت می‌کنند و جریان الکتریکی و حرارتی را حمل می‌کنند، شناخته‌شده‌اند.
- چکش‌خواری و شکل‌پذیری: فلزات چکش‌خوار و انعطاف‌پذیر هستند و به آنها اجازه می‌دهد تا بدون شکستگی کوبیده شوند، به شکل‌های مختلف در بیایند یا به سیم کشیده شوند.
- درخشش: بیشتر فلزات ظاهری براق یا فلزی دارند که به عنوان درخشش شناخته می‌شود که نور را منعکس می‌کند.
- چگالی: فلزات مواد متراکم و جامدی هستند که وزن آنها بیشتر از غیر فلزات است.
- اشکال فیزیکی: اکثر فلزات به‌طور طبیعی در دمای اتاق جامد هستند، به جز جیوه که در دمای اتاق مایع است.
- آلیاژهای فرم: فلزات را می‌توان با عناصر دیگر مخلوط کرد و آلیاژهایی را تشکیل داد که موادی با خواص بهبود یافته (مانند افزایش استحکام یا مقاومت در برابر خوردگی) هستند.
- یونیزاسیون: فلزات مستعد از دست دادن الکترون و تشکیل یون‌های مثبت هستند. این به این دلیل است که بیرونی‌ترین الکترون‌ها در اتم‌های یک فلز به شدت به سمت هسته با بار مثبت جذب نمی‌شوند و به راحتی می‌توان آنها را حذف کرد.
نمونه‌هایی از فلزات
در اینجا سه نمونه رایج از فلزات صنعتی و آلیاژهای آنها آورده شده است:
آهن: آهن فراوان‌ترین فلز روی زمین از نظر حجم است و تقریباً 5 درصد از پوسته زمین را تشکیل می‌دهد. به طور مشابه، 90٪ از تمام فلزات ساخته شده بر پایه آهن هستند، از جمله فولاد. آهن خالص به طور گسترده‌ای در ظروف پخت و پز، وسایل تولید گرما (مانند اجاق گاز) و ماشین آلات سنگین استفاده می‌شود. نقطه ذوب بالا و استحکام قوی، پایداری و ایمنی را در محیط‌های با دمای بالا فراهم می‌کند. دو نوع اصلی آلیاژهای آهن عبارت‌اند از: آهن فرفورژه و چدن.
فولاد: فولاد یک فلز آهنی است که برای پروژه‌ها در اندازه‌های مختلف، از آسمان‌خراش‌ها تا ابزار جراحی استفاده می‌شود. هزینه ساخت آن نسبتاً کم است که آن را برای تولید انبوه ایدئال می‌کند. سه آلیاژ اصلی فولاد عبارت‌اند از فولاد کربن، فولاد آلیاژی و فولاد ضدزنگ.
فلز مس: مس یک فلز غیر آهنی است که بیش از 6000 سال در تولیدات صنعتی استفاده می‌شود. این یک رسانای الکتریکی و حرارتی بالا علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی است. مس در الکترونیک، لوله کشی و مخابرات در سراسر جهان استفاده می‌شود. خواص غیر خورنده آن باعث ماندگاری طولانی و نگهداری کم آن می‌شود. دو نوع اصلی آلیاژهای مس عبارت‌اند از برنج و برنز.
نافلز چیست؟
همانطور که از نام آن پیداست، نافلزها عناصری هستند که با فقدان خواص فلزی مشخص می‌شوند. آنها اغلب شکننده و رسانای ضعیف گرما و الکتریسیته هستند. نافلزات عناصر طبیعی هستند که به صورت خالص و در صورت ترکیب با عناصر دیگر استفاده می‌شوند.
در جدول تناوبی 20 نافلز وجود دارد که به سه زیر گروه تقسیم می‌شوند:
- نافلزات: عناصری که بیشتر به عنوان نافلز در نظر گرفته می‌شوند. آنها شامل عناصری مانند گوگرد، فسفر، کلر و کربن هستند.
- هالوژن‌ها: عناصری با خواص فلزات و نافلزات. آنها شامل عناصری مانند سیلیکون، بور و آرسنیک هستند.
- گازهای نجیب: عناصری مانند هلیوم، نئون و آرگون که بسیار پایدار و غیر فعال هستند. گازهای نجیب اغلب گروهی جدا از نافلزها در نظر گرفته می‌شوند، اگرچه از نظر فنی نافلز هستند.
خواص غیر فلزات
در زیر برخی از خواص قابل توجه نافلزها آورده شده است:
مقاومت در برابر حرارت: غیر فلزات دارای نقطه ذوب و جوش پایینی هستند و برای تبدیل از جامد به مایع یا گاز به حرارت نسبتاً کمی نیاز دارند.
- رسانایی: نافلزات هادی ضعیف الکتریسیته و گرما هستند.
- سختی: غیرفلزات معمولاً شکننده هستند و در اثر فشار به راحتی می‌شکنند یا خرد می‌شوند.
- درخشش: غیرفلزات عموماً غیر بازتابنده، کدر و فاقد سطح براق یا فلزی هستند.
- چگالی: نافلزات عموماً چگالی کمتری نسبت به فلزات دارند.
- اشکال فیزیکی: نافلزات به شکل جامد، مایع یا گاز در دمای اتاق وجود دارند.
- یونیزاسیون: غیرفلزات تمایل به گرفتن الکترون و ایجاد یون یا آنیون منفی دارند.
نمونه‌هایی از غیر فلزات
در اینجا چند نمونه رایج از نافلزات و کاربردهای آنها آورده شده است:
- کربن: کربن جزء ضروری فولاد و سایر آلیاژها است و همچنین برای ساخت انواع پلیمرها مانند پلاستیک، رزین و لاستیک استفاده می‌شود.
- کلر: کلر برای تصفیه آب و ساخت انواع مواد شیمیایی مانند سفید کننده، پلاستیک و مواد دارویی استفاده می‌شود.
- فلوئور: از فلوئور برای ساخت انواع مواد شیمیایی مانند مبردها، حلال‌ها و مواد دارویی استفاده می‌شود. همچنین برای کمک به جلوگیری از پوسیدگی دندان به منابع آب اضافه می‌شود.
- هیدروژن: هیدروژن علاوه بر ایجاد انواع مواد شیمیایی مانند آمونیاک و متانول، منبع سوخت است.
- نیتروژن: ازت برای ایجاد کودها و انواع مواد شیمیایی مانند مواد منفجره و رنگ استفاده می‌شود.
- اکسیژن: اکسیژن برای زندگی ضروری است و همچنین در فرآیندهای مختلف صنعتی مانند جوشکاری و برش فلز استفاده می‌شود.
- فسفر: فسفر یک عنصر ضروری برای زندگی است و برای ساخت انواع مواد شیمیایی مانند شوینده‌ها، حشره‌کش‌ها و بازدارنده‌های آتش استفاده می‌شود.
- گوگرد: گوگرد برای تولید کودها و اسید سولفوریک – بخش مهمی از بسیاری از فرآیندهای صنعتی – استفاده می‌شود.
متالوئید چیست؟
متالوئیدها حد وسطی بین فلزات و نافلزات هستند که ویژگی‌های هر دو گروه از عناصر را نشان می‌دهند. آنها از نظر حرارتی یا الکتریکی رسانای بیشتری نسبت به غیر فلزات هستند، اما نه به اندازه فلزات. متالوئیدها در ظاهر فلزی هستند اما علیرغم جامد بودن در دمای اتاق، شکننده و بسیار شکننده هستند.
خواص متالوئیدها
متالوئیدها خواص مشابه زیادی با فلزات و نافلزات دارند. خواص آنها ترکیب واسطه‌ای بین این دو است که توسط ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی یک متالوئید مشخص می‌شود. به عنوان مثال، یک متالوئید می‌تواند از نظر فیزیکی شبیه یک فلز باشد اما از نظر شیمیایی مانند یک نافلز رفتار کند. متالوئیدها عناصر ارزشمندی هستند که اغلب برای ایجاد آلیاژها و ترکیبات شیمیایی محبوب استفاده می‌شوند.
مقاومت در برابر حرارت: متالوئیدها دارای نقطه ذوب و جوش متوسطی هستند و برای تبدیل از جامد به مایع یا گاز به گرمای بیشتری نسبت به غیر فلزات اما به حرارت کمتری نسبت به فلزات نیاز دارند.
رسانایی: متالوئیدها رسانای الکتریسیته و گرما هستند اما به اندازه فلزات رسانا نیستند.
سختی: متالوئیدها شکننده هستند و مانند نافلزات می‌شکنند یا می‌شکنند.
درخشش: متالوئیدها عموماً مانند فلزات بازتابنده و براق هستند.
چگالی: متالوئیدها عموماً چگالی کمتری نسبت به فلزات دارند اما چگالی بیشتری نسبت به غیر فلزات دارند.
اشکال فیزیکی: بیشتر متالوئیدها در دمای اتاق جامد هستند اما با حرارت دادن به مایع یا گاز تبدیل می‌شوند.
یونیزاسیون: متالوئیدها دارای انرژی یونیزاسیون متوسط و مقادیر الکترونگاتیوی هستند.
نمونه‌هایی از متالوئیدها
در زیر هفت متالوئید رایج مورد استفاده برای ایجاد آلیاژها و ترکیبات شیمیایی مختلف آورده شده است. متالوئیدها در همه چیز از مواد غذایی و مکمل‌های غذایی گرفته تا فلزات صنعتی و نیمه هادی‌ها یافت می‌شوند.
- بور
- سیلیکون
- ژرمانیوم
- آرسنیک
- آنتیموان
- تلوریم
- پولونیوم
درک تفاوت بین فلزات، نافلزها و متالوئیدها
فلزات بزرگترین گروه از عناصر جدول تناوبی هستند که استانداردی را برای مقایسه در سه گروه تعیین می‌کنند. خواص غیر فلزی و متالوئیدی بر اساس محل قرارگیری آنها در برابر فلزات است. بیایید به تفاوت‌های بین فلزات، نافلزات و متالوئیدها بر اساس خواص فیزیکی زیر نگاهی بیندازیم:
ظاهر
- فلزات: بیشتر فلزات دارای درخشش فلزی براق و سطح بازتابنده هستند.
- نافلزات: نافلزات عموماً کدر یا غیر انعکاسی هستند و درخشندگی فلزی ندارند.
- متالوئیدها: متالوئیدها بسته به عنصر می‌توانند ظاهر فلزی یا غیرفلزی داشته باشند.
چکش خواری
- فلزات: بیشتر فلزات چکش خوار هستند و می‌توان آنها را کوبیده یا به شکل‌های مختلف بدون شکستن درآورد. اتم‌های یک فلز در یک الگوی منظم و تکرار شونده قرار گرفته‌اند که به آنها اجازه می‌دهد به راحتی از کنار یکدیگر بگذرند.
- نافلزات: نافلزات عموماً خیلی چکش خوار نیستند و در صورت کوبیدن یا نورد شدن می‌شکنند. اتم‌های یک نافلز در یک الگوی منظم قرار ندارند و به راحتی از کنار یکدیگر نمی‌لغزند.
- متالوئیدها: برخی از متالوئیدها چکش خوار هستند، در حالی که برخی دیگر اینگونه نیستند. به عنوان مثال، سیلیکون یک متالوئید است که خیلی چکش خوار نیست، در حالی که بور یک متالوئید است که کاملاً چکش خوار است.
شکل پذیری
- فلزات: فلزات بسیار انعطاف پذیر هستند و می‌توانند بدون شکستگی به داخل سیم کشیده شوند.
- نافلزات: نافلزات خیلی انعطاف پذیر نیستند و نمی‌توان آنها را بدون شکستگی به داخل سیم کشاند.
- متالوئیدها: برخی از متالوئیدها انعطاف پذیر هستند، در حالی که برخی دیگر اینگونه نیستند.
سفارش فولاد آلیاژی بعدی خود را در کیان متال ثبت کنید
گروه صنعتی کیان متال یک مرکز خدمات فلزی دارای گواهی ISO 9001 و تأمین کننده متخصص در زمینه فلزات تخصصی با کیفیت بالا و ضمانت محصول است. ما علاوه بر ارائه طیف گسترده‌ای از محصولات فلزی و فلزات تزریق شده با متالوئید، خدمات تکمیلی جامعی در رابطه با پیلینگ و سایزینگ انواع میلگرد ارائه می‌دهیم. اگر به انواع فولاد آلیاژی نیاز دارید، تیم ما می‌تواند سفارش‌های بزرگ و کوچکشما را با بالاترین کیفیت و در سریع‌ترین زمان برای شما تأمین کند.