۱فلز و نافلز
عنصرها را بر اساس رفتارشان به دو دسته‌ی بزرگ فلز و نافلز تقسیم می‌کنیم.
- فلزها: سطح براق (جلای فلزی)، رسانای خوب گرما و برق، چکش‌خوار (با ضربه ورقه می‌شوند و نمی‌شکنند) و قابل کشیده شدن به شکل سیم. در دمای اتاق جامدند، جز جیوه که مایع است.
- نافلزها: معمولاً کدر، شکننده (در حالت جامد با ضربه خرد می‌شوند) و نارسانای گرما و برق. بسیاری از آن‌ها گازند (اکسیژن، نیتروژن، کلر)، برم مایع است و گوگرد و کربن جامدند. گرافیت (نوعی کربن) استثنای مهم است: نافلز است ولی برق را رسانا می‌کند.
۲جدول دوره‌ای
عنصرها به ترتیب عدد اتمی (تعداد پروتون) در جدول چیده شده‌اند. هر ستون یک گروه و هر ردیف یک دوره است. عنصرهای یک گروه رفتار شیمیایی مشابه دارند (مثلاً لیتیم، سدیم و پتاسیم همه با آب به‌شدت واکنش می‌دهند). فلزها در سمت چپ و میانه‌ی جدول و نافلزها در سمت راست آن‌اند؛ گروه آخر گازهای نجیب‌اند (هلیم، نئون، آرگون) که تقریباً واکنش نمی‌دهند.
۳واکنش با اکسیژن و واکنش‌پذیری
- فلز + اکسیژن ← اکسید فلز (مثل زنگ آهن یا اکسید منیزیم). محلول اکسید فلزها در آب معمولاً بازی است.
- نافلز + اکسیژن ← اکسید نافلز (مثل کربن دی‌اکسید و گوگرد دی‌اکسید). محلول آن‌ها در آب معمولاً اسیدی است؛ باران اسیدی از همین‌جاست.
- فلزها واکنش‌پذیری یکسانی ندارند. ترتیب تقریبی: پتاسیم > سدیم > کلسیم > منیزیم > آلومینیم > روی > آهن > مس > نقره > طلا. طلا تقریباً واکنش نمی‌دهد و برای همین در طبیعت به شکل خالص پیدا می‌شود و جلای خود را قرن‌ها حفظ می‌کند.
- جابه‌جایی: فلز فعال‌تر، فلز کم‌فعال‌تر را از محلول ترکیبش بیرون می‌راند. تیغه‌ی روی در محلول آبی مس سولفات، رنگ آبی را کم می‌کند و روی تیغه مس قرمز می‌نشیند؛ ولی تیغه‌ی مس در محلول روی سولفات تغییری نمی‌کند.
۴منابع و بازیافت
فلزها را از سنگ معدن به دست می‌آوریم و منابع آن‌ها تجدیدناپذیر است. بازیافت فلزها و مواد دیگر یعنی مصرف کمتر سنگ معدن، انرژی کمتر (ذوب قوطی آلومینیمی بسیار کم‌هزینه‌تر از استخراج آلومینیم از سنگ معدن است)، زباله‌ی کمتر و آلودگی کمتر. فلز کم‌واکنش‌تر دیرتر خورده می‌شود و مدت بیشتری قابل استفاده می‌ماند.
۵نکته‌های تستی
- برای تشخیص فلز از نافلز، یک ویژگی کافی نیست؛ چند ویژگی (جلا، رسانایی، چکش‌خواری) را با هم ببین.
- «هم‌گروه» یعنی رفتار مشابه؛ «هم‌دوره» یعنی تعداد لایه‌ی الکترونی برابر.
- در آزمایش جابه‌جایی، اگر تغییری دیده نشد یعنی فلز درون محلول از فلز ترکیب فعال‌تر نیست.
حل: «ب»؛ هر سه ویژگی‌اش نافلزی است. «الف» ویژگی‌های متضاد دارد (مثل یک نیمه‌فلز یا گرافیت) و نمی‌توان با قطعیت فلز نامیدش.
حل: X فعال‌تر از Y است و Z از X فعال‌تر نیست؛ پس X بیشترین است. ولی Z و Y را نمی‌توان با هم مقایسه کرد مگر آزمایش دیگری انجام شود.
حل: اکسید یک نافلز (مثل کربن دی‌اکسید یا گوگرد دی‌اکسید)؛ اکسید نافلزها محلول اسیدی می‌سازند.
۶ سؤال رایگان این درس
کدام ویژگی، یک فلز را از یک نافلز جامد بهتر جدا می‌کند؟
هنرمندی می‌خواهد ورق نازک تزئینی بسازد که سال‌ها در هوای آزاد بدون کدر شدن براق بماند. کدام فلز مناسب‌تر است؟
تیغه‌ی تمیز آهنی را در محلول آبی‌رنگ مس سولفات گذاشتیم. پس از مدتی کدام مشاهده انتظار می‌رود؟
سه فلز X، Y و Z داریم. X در محلول ترکیب Z پوشیده از Z می‌شود. Y در محلول ترکیب X پوشیده از X می‌شود. Z در محلول ترکیب Y تغییری نمی‌کند. ترتیب واکنش‌پذیری کدام است؟
اگر عنصرهای یک ستون جدول دوره‌ای را «اعضای یک خانواده» بدانیم، کدام دو عنصر رفتار شیمیایی شبیه‌تری دارند؟
درباره‌ی جیوه کدام جمله درست است؟
۲۷ سؤال دیگر این درس در تیزهوش است.