Tip:
Highlight text to annotate it
X
مرحبا. انا السيد أندرسون وهذا فيديو اساسيات الكيمياء رقم 21 و هو عن الرابطة الفلزية.
و من المهم أن تفهم أنه لا يمكن أن يكون هناك رابطة فلزية واحدة. يجب
ان يكون هناك عدد من الذرات التى تقوم بمشاركة الكتروناتها مع بعضها البعض وبالتالي تقوم بمشاركة
روابطها. و الطريقة التى نرى بها الترابط الفلزى هى عبارة عن نموذج "بحر الالكترونات" الذى يتواجد فيه
كل هذه الالكترونات و هى مشاركة من قبل جميع الذرات فتصنع بحرًا من الالكترونات
و البروتونات نوعا ما محمولة وسط هذا البحر. فى الترابط الفلزى
نجد الالكترونات غير متمركزة أى لديها حرية فى التحرك
الطريقة التى نتصور بها ذلك هى من خلال نوذج "بحر الالكترونات" هذا. و هى تعلل الكثير
من خصائص الفلزات. مثل الموصلية، الطواعية، المطيلية، القابلية المنخفضة للتبخر. و
مع ذلك احيانا يجب ان نرجع الى نموذج الغلاف النووى لنفسر ظواهر جديدة
و سنتحدث عن ذلك عندما نصل الى موضوع "نقطة الانصهار". وكل ذلك له علاقة بالروابط
و اذا نظرنا الى الروابط الفلزية او الروابط المشتركة بين جميع الفلزات، تخيلها
بالشكل التالى. لدينا الشحنات الموجبة للبروتونات في النواة و ايضا
لدينا الكترونات تتحرك بحرية. لا ترغب هذه الالكترونات فى الاقتراب من بعضها البعض
سوف يتنافرون. , لذلك فهى، ببساطة، تنتقل و تتحرك، فهى
باستمرار في حركة. و ذلك يصنع "بحر الالكترونات" و شحنته سالبة
و ستكون البروتونات ممسوكة وسط كل هذا. و هذه
هى أفضل وسيلة لتصور الرابطة الفلزية. وتذكر ان هذه ستكون فلزات انتقالية
و بالتالى ستكون عبارة عن ذرات لديها الكثير من الالكترونات المفردة فى
ال (دى) اوربيتال و بالتالى ستكون هذه الالكترونات لديها حرية فى الحركة. و نتيجة لذلك
تتواجد الخصائص الفلزية. رقم واحد: الفلزات لديها قدرة جيدة على
التوصيل. وهذا يعني توصيل الكهرباء، وكذلك توصيل الحرارة. والسبب وراء
ذلك هو ان الكهرباء ببساطة عبارة عن تدفق الالكترونات. فاذا كان لدينا
إلكترونات حرة الحركة فمن السهل بالنسبة لها أن تتدفق عبر هذا الفلز. وكذلك الحرارة، بما ان
الالكترونات و الذرات لديها حرية كبيرة فى الحركة، يمكننا ان نحرك الكثير من هذه الطاقة الحرارية
داخل المادة. الفلزات ايضا طيعة بشكل لا يصدق. معنى طيعة انك اذا
طرقتها سوف تصبح مسطحة (أى لن تنكسر بل سيتغير شكلها). فاذا كنت حدادا
هذا يعنى انك تستخدم خاصية تسخين الذرات الموجودة وسط الروابط الفلزية و عندما تطرقها
تصبح قادرا على زلق هذه الذرات بعضها يلى بعض بسلاسة. و هذا
يفسر كيفية الحصول على شيء مثل أوراق الذهب و هو ببساطة عبارة عن ذهب تم طرقه
مرارا وتكرارا حتى اصبح رقيق للغاية. كما أن الفلزات تظهر ليونة. و ليونة تعنى انها
مرنه وهذا يعني أننا اذا قمنا بمطها او شدها، سوف تتمدد
بدلا من أن تنكسر. لذلك اذا أردت أن تختبر قوة المواد المختلفة
ما عليك الا ان تضعها فى جهاز كبير مثل هذا ثم تقوم بشدها
أذا كانت المادة مرنه هذا يعنى انها ستتمدد و تتمدد بينما انت تشدها قبل
أن تنكسر في نهاية المطاف. و لكن ان لم تكن المادة مرنة، فهى هشة، و سوف تنكسر الى نصفين بسهولة
و الفلزات تظهر هذه الخاصية (خاصية الليونة). والسبب فى ذلك هو قدرة هذه الذرات
على التحرك بحرية حول بعضها البعض. و لذلك اذا شددتها سوف
تتمدد. كما ان الفلزات لديها قابلية منخفضة للتبخر. معنى هذا ان الفلزات لديها
نقطة انصهار عالية ونقطة غليان عالية. لماذا؟ حسنا، فكر فى كل هذه الشحنات
الموجبة الموجودة فى الفلزات و كل هذه الشحنات السالبة. نتيجة لذلك
سيكون هناك قوة جذب شديدة بينهم (السالب و الموجب). و بالتالى سيكون من الصعب تفريقها
لجعلها سائلة أو لجعلها غاز فى نهاية المطاف. و ربما انت تعتقد
اننا اذا تنقلنا عبر القلزات الانتقالية، دعنا نقول اننا ننتقل من السكانديوم
إلى الخارصين. ونحن نتنقل (من اليسار الى اليمين) يزيد عدد الالكترونات، و بالتالى
-تعتقد- اننا نزيد شىء كنقطة الانصهار. و لكن هذا ليس صحيحا. لذلك
دعنا نرى البيانات. حسنا، عندما ننتقل (من اليسار الى اليمين) عبر الدورة نجد أن "نقطة الانصهار" تزيد
ولكن بعد ذلك تنخفض. و فى النهاية تنخفض أكثر. فكرة
نموذج بحر الالكترونات تعمل بشكل جيد. ولكن عندما نقابل أمر مماثل
علينا ان نرجع الى نموذج الغلاف النووى لنفهم الامر. دعونا نبدأ
بالنظر إلى بعض التوزيعات الالكترونية. بالنظر الى عنصر السكانديوم نجد ان
لديه الكترونان في (4 اس) . وهذا شيء مثير للاهتمام عن الفلزات الانتقالية.
لأن إلكترونات التكافؤ الخاصة بها في الواقع ستكون فى مستوى أعلى ولكن داخل مستوى الطاقة الفرعى (اس)
على أي حال، بينما ننتقل ما يحدث هو أن عدد الالكترونات يزيد .
و بالتالى يزيد عدد إلكترونات التكافؤ. و عندما نصل الى التيتانيوم و أيضا
الفاناديوم نجد أن الأمر أصبح عقلانيا. اذا زاد عدد الالكترونات
و زادت الشحنات (السالبة)، فسيكون من الصعب تذويب هذه المادة . ولكن اذا
نظرتم هنا عندما نصل الى الكروم، نجد ان نقطة الانصهار نوعا ما تقل. والسبب هو أنه
في الواقع لن يملأ (4 اس) (بزوج الالكترونات) قبل أن يقفز (الالكترون) في (3 دى). وبعد ذلك عندما نتجه إلى
المغنيسيوم، يصبح لديك كيان غلافى مستقر حيث أمتلأت جميع المدرات الذرية (الاوربيتالز) و بالتالى
نقطة انصهار ستنخفض. لكن الان ارتفع هذا الرسم مرة أخرى. حسنا، الان
سنبدأ في إضافة الإلكترونات. عندما نذهب إلى الحديد والكوبالت والنيكل نقوم
بإضافة هذه الإلكترونات "الزوجية". و بينما نضيف لكل الكترون زوجا أخر، لا يصبح لدينا الكترونات حرة
بعد الآن. بالتالى ستنخفض نقطة الانصهار كلما تقدمنا على طول الطريق
حتى نصل الى الخارصين. وتذكر أن بعد وصولنا للخارصين سنتجه نحو اللافلزات. و هناك
سنجد خصائص غريبة أيضا. لذلك "الرابطة الفلزية" بسيطة
للغاية. هل تعلمت كيفية استخدام "نموذج الالكترون الغير متمركز" للتنبؤ بالصفات العيانية
الخاصة بالمعادن؟ إذا كنت قد فهمت ما هو "نموذج بحر الاكترونات" و تأثيرة على قدرة التوصيل، الطواعية
الليونة و القابلية المنخفضة للتبخر، فقد فهمت كل شئ. وآمل أن هذا كان مفيدا.