כל היסודות הכימיים ניתנים לחלוקה מותנית לא-מתכות ולמתכות. אתה יודע איך הם שונים? כיצד לקבוע את מיקומם בטבלת היסודות הכימיים? תמצא תשובות לשאלות אלו ואחרות במאמר שלנו.
מיקום של לא-מתכות ומתכות: טבלה מחזורית
לא תמיד ניתן לברר לאיזו קבוצה שייך יסוד כימי לפי סימנים חיצוניים ותכונות פיזיקליות. ניתן לקבוע את התכונות של מתכות ולא מתכות לפי מיקומן בטבלה המחזורית.
כדי לעשות זאת, עליך לצייר חזותית אלכסון מבורון לאסטטין, מ-5 עד 85 מספרים. בפינה הימנית העליונה יהיו בעיקר לא מתכות. יש מיעוט מהם בטבלה, רק 22 אלמנטים. מתכות נמצאות בצד ימין של הטבלה המחזורית בחלק העליון - בעיקר בקבוצות I, II ו-III.
רמת אנרגיה
הבדלים בין לא-מתכות למתכות נובעים בתחילה ממבנה האטומים שלהם. נתחיל ממספר האלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית. עבור אטומי מתכת, זה משתנה בין אחד לשלושה. ככלל, הםיש להם רדיוס גדול, כך שאטומי מתכת תורמים בקלות אלקטרונים חיצוניים, מכיוון שיש להם תכונות מפחיתות חזקות.
ללא מתכות יש יותר אלקטרונים ברמה החיצונית. זה מסביר את פעילות החמצון שלהם. לא-מתכות מוסיפים אלקטרונים חסרים, וממלאים לחלוטין את רמת האנרגיה. תכונות החמצון החזקות ביותר מוצגות על ידי אי-מתכות מהתקופה השנייה והשלישית של קבוצות VI-VII.
רמת אנרגיה מלאה מכילה 8 אלקטרונים. להלוגנים בעלי ערכיות יש לי את עוצמת החמצון הגבוהה ביותר. הפלואור הוא המוביל ביניהם, מכיוון שליסוד זה אין אורביטלים חופשיים.
מבנה של מתכות ולא-מתכות: סריג קריסטל
התכונות הפיזיקליות של חומרים נקבעות על ידי סידור החלקיקים היסודיים. אם מחברים אותם באופן מותנה עם קווים דמיוניים, מקבלים מבנה שנקרא סריג קריסטל. הצמתים שלו יכולים להכיל מבנים שונים: אטומים, מולקולות או חלקיקים טעונים - יונים.
בחלק מהמתכות, נוצר סריג גביש אטומי, שחלקיקיו מחוברים בקשרים קוולנטיים. חומרים בעלי מבנה זה הם מוצקים ולא נדיפים. לדוגמה, זרחן, סיליקון וגרפיט.
בסריג הגביש המולקולרי, הקשר בין חלקיקים אלמנטריים חלש יותר. בדרך כלל, מתכות כאלה נמצאות במצב צבירה נוזלי או גזי, אך במקרים מסוימים הן מתכות מוצקות שאינן מתכות נמסות.
בכל דגימת מתכת, חלק מהאטומים מאבדים את החיצוני שלהםאלקטרונים. במקביל, הם הופכים לחלקיקים בעלי מטען חיובי - קטיונים. האחרונים מתחברים מחדש עם אלקטרונים, ויוצרים חלקיקים בעלי מטען ניטרלי - קטיונים, אלקטרונים ואטומים ממוקמים בו זמנית בסריג המתכת.
נכסים פיזיים
בוא נתחיל עם מצב הצבירה. באופן מסורתי מקובל שכל המתכות הן מוצקות. היוצא מן הכלל היחיד הוא כספית, נוזל כסוף צמיג. האדים שלו הם מזהם - חומר רעיל הגורם להרעלת הגוף.
תכונה אופיינית נוספת היא הברק המתכתי, אשר מוסבר בכך שפני המתכת מחזירים קרני אור. תכונה חשובה נוספת היא מוליכות חשמלית ותרמית. תכונה זו נובעת מנוכחות אלקטרונים חופשיים בסריגי מתכת, אשר בשדה חשמלי מתחילים לנוע בכיוון. כספית מוליכה חום וזרם הטוב מכולם, לכסף יש את הביצועים הנמוכים ביותר.
קשר מתכת גורם לגמישות ולגמישות. לפי אינדיקטורים אלה, הזהב הוא המוביל, שממנו ניתן לרדד סדין עבה כשערת אדם.
לרוב, התכונות הפיזיקליות של מתכות ושל לא-מתכות הפוכות. אז, האחרונים מאופיינים בשיעורים נמוכים של מוליכות חשמלית ותרמית, היעדר ברק מתכתי. בתנאים רגילים, לא-מתכות נמצאות במצב גזי או נוזלי, והמוצקים הם תמיד שבירים ומתיכים, מה שמוסבר על ידי המבנה המולקולרי של לא-מתכות. יהלום, זרחן אדום וסיליקון הם עקשן ולא נדיפים, אלו חומרים בעלי מבנה לא מולקולרי.
מהן מתכות למחצה
בטבלה המחזורית בין מתכות ללא מתכות ישנם מספר יסודות כימיים אשר תופסים עמדת ביניים. הם נקראים חצי מתכת. אטומים של מתכות למחצה מקושרים על ידי קשר כימי קוולנטי.
חומרים אלה משלבים את התכונות של מתכות ושל לא-מתכות. לדוגמה, אנטימון הוא חומר גבישי כסוף-לבן ומגיב עם חומצות ליצירת מלחים, תכונות מתכתיות אופייניות. מצד שני, אנטימון הוא חומר שביר מאוד שלא ניתן לזייף, ואפילו ניתן לכתוש אותו ביד.
אז, לא-מתכות אופייניות למתכות יש תכונות הפוכות, אבל החלוקה היא די שרירותית, מכיוון שמספר חומרים משלבים את שתי התכונות.
