تحتوي القشرة الأرضية والغلاف الجوي المحيط بها على العديد من العناصر الكيميائية المختلفة. وهذه العناصر تخلق كل الأشياء الملموسة والمحسوسة حولنا مثل الأرض والهواء والمحيطات وغيرها. وسنقوم خلال مقال اليوم بإجراء مقارنة بين المعادن واللافلزات الموجودة على كوكب الأرض. تابع القراءة معنا إذا كنت تريد معرفة المزيد من التفاصيل حول هذا الموضوع.
مقارنة بين المعادن وغير المعادن
قبل أن نقارن بين المعادن واللافلزات، يجب عليك أولاً أن تعرف ما هي المعادن واللافلزات ولماذا يوجد فرق بينهما. ولمساعدتك على فهم الموضوع بشكل أفضل، سنشرح لك أولاً أن العلماء الذين صنفوا المواد الموجودة على كوكب الأرض اعتمدوا على وضع المواد ذات الخصائص المماثلة في فئة واحدة. وهذا يعني أن المواد التي لها نفس الخصائص الفيزيائية والكيميائية يتم تجميعها معًا تحت اسم ومجموعة واحدة.
تنقسم جميع العناصر والمواد الموجودة بشكل طبيعي على كوكب الأرض إلى قسمين أساسيين: المعادن واللافلزات. ويمكن الاستنتاج أن معظم السمات التي تتميز بها المعادن غائبة في اللافلزات والعكس صحيح. في الواقع، هذا الاستنتاج صحيح إلى حد ما، لكنه غير صحيح.
تعريف المعادن وغير المعادن
تعرف المعادن بأنها عناصر طبيعية تكون ذراتها موزعة بانتظام وبتركيب منتظم، مما يعني أن المقطع العرضي لهذه العناصر له نمط معين لا يتغير إلا بشروط معينة. بشكل عام، معظم العناصر الطبيعية من حولنا والتي نستخدمها بشكل روتيني هي معادن. مثل الحديد والذهب والألومنيوم والصوديوم وغيرها الكثير.
أما اللافلزات فلا يقتصر تعريفها على أن الذرات الموجودة فيها غير مرتبة بانتظام وبتركيب معين كما هو الحال في تعريف المعادن. بل إن لهذه العناصر خصائص مميزة أخرى تساعد على التعرف عليها بشكل أفضل من الاعتماد على بنية وترتيب الذرات التي تحتوي عليها.
1. المقارنة بين المعادن وغير المعادن من حيث اللمعان
بشكل عام، معظم المواد اللامعة بشكل طبيعي هي المعادن. تتميز المعادن الصلبة بأنها قادرة على عكس أشعة الضوء التي تسقط عليها، ويعود ذلك إلى بنيتها المنتظمة التي لا تسمح بمرور الضوء من خلالها. ومن ناحية أخرى، تكون اللافلزات باهتة أو داكنة. وهذا يعني أنها تمتص أشعة الضوء التي تسقط عليها بدلا من أن تعكسها، كما سبق أن أخبرناك عن المعادن.
وأبرز مثال يمكن تقديمه هنا هو الفرق بين الفحم والذهب، حيث يعتبر الذهب من ألمع العناصر الطبيعية ولذلك فهو كمعدن جيد في عكس الضوء. يتكون الفحم في المقام الأول من الكربون، الذي يمتص الضوء بدلاً من عكسه لأنه مادة غير معدنية.
2. مقارنة بين المعادن واللافلزات في نقل التيار الكهربائي
هناك مجال آخر ملحوظ للمقارنة بين المعادن وغير المعادن وهو التوصيل الكهربائي أو التوصيل الكهربائي. تتميز المعادن بشكل عام بأنها موصلة للكهرباء بشكل جيد، مما يعني أن التيار الكهربائي يمكن أن يمر عبرها بسهولة. وذلك بفضل الإلكترونات الحرة التي تحتويها ذرات موادها. ومع ذلك، في حالة المواد غير المعدنية، فإن الذرات التي تتكون منها لا تحتوي عمومًا على أي إلكترونات حرة. ولذلك فهو يعتبر موصل رديء للكهرباء، أي أنه لا يسمح بمرور التيار الكهربائي أو بشكل ضعيف فقط.
أحد أوضح الأمثلة التي يمكننا تقديمها هنا هو الفرق بين النحاس والفحم. يعتبر النحاس موصلًا ممتازًا للكهرباء لأنه معدن يحتوي على إلكترونات حرة بداخله. ولذلك، فإنه غالبا ما يستخدم في الأجزاء الإلكترونية. وبالمقارنة، فإن الفحم ليس معدنًا، مما يعني أنه لا يحتوي على إلكترونات حرة. ولذلك لا يمكن تمرير الكهرباء من خلاله بسهولة.
3. المقارنة بين المعادن واللافلزات في انتقال الحرارة
يعتمد مبدأ انتقال الحرارة في العناصر على الإلكترونات الحرة الموجودة في هذه العناصر. وبما أن نقل التيار الكهربائي يعتمد على نفس الإلكترونات، فإن العناصر التي تنقل التيار الكهربائي بشكل جيد يمكنها أيضًا نقل الحرارة بشكل جيد، والعكس صحيح أيضًا. يشير هذا إلى أن المعادن يمكنها نقل الحرارة بشكل أفضل بكثير من المواد غير المعدنية.
على سبيل المثال، يعد الحديد أحد العناصر المعروفة التي تقوم بتوصيل الحرارة بشكل جيد، ولهذا السبب يتم استخدامه غالبًا في الآليات التي تتطلب نقل الحرارة. وفي المقابل، يستخدم الفلور (وهو مادة غير معدنية) كعازل للحرارة والتيار الكهربائي.
4. قارن بين المعادن واللافلزات من حيث الشكل
ونقصد بالشكل هنا الحالة الطبيعية للمادة، والتي يمكن تحديد ثلاثة أنواع مختلفة منها: الصلبة والسائلة والغازية. بشكل عام، جميع المعادن الطبيعية باستثناء الزئبق (معدن ذو شكل طبيعي سائل) توجد في حالة صلبة في الظروف الجوية والحرارية العادية. يمكن أن توجد اللافلزات تحت ظروف درجة الحرارة والضغط العادية في الحالات الثلاث المذكورة سابقًا: الصلبة والسائلة والغازية.
5. المقارنة بين المعادن واللافلزات من حيث القابلية للتشكيل
قبل أن نخبرك بالفرق بين المعادن واللافلزات من حيث القابلية للطرق، عليك أولاً أن تعلم أن كلمة القابلية للطرق تعني قدرة مادة أو عنصر على الطرق والسحب وتغيير شكله تحت ظروف معينة. مثل درجة الحرارة، والطرق، والضغط، وما إلى ذلك. بشكل عام، جميع المعادن الطبيعية الصلبة قابلة للطرق للغاية، وفي بعض الأحيان قابلة للطرق للغاية. يمكن أن تنكسر المعادن الصلبة إذا طرقت.
المثال المذكور هنا هو الفرق بين الذهب (معدن) والكربون أو الفحم (غير معدن) في الطرق. يمكن تغيير شكل الذهب وثنيه بسهولة عن طريق طرقه وتعريضه لدرجة حرارة معينة. ومن ناحية أخرى، ينكسر الفحم ويتفتت عندما تطرق عليه، وهكذا.
6. المقارنة بين المعادن واللافلزات من حيث القوة والكثافة
أما المقارنات التي تحدثنا عنها في الفقرات السابقة فهي تنطبق على نسبة كبيرة من العناصر الموجودة في المعادن أو اللافلزات. ولا تنطبق هذه المقارنة على جميع العناصر بشكل عام، مما يعني أنه قد تكون هناك استثناءات. لكن في جميع الأحوال، تتميز المعادن بكثافة عالية وقوة عالية في كثير من الأحيان، في حين أن المواد غير المعدنية، من ناحية أخرى، لديها كثافة أقل وقوة أقل من نظيراتها.
وأبرز مثال على ذلك هو الفرق بين الحديد (معدن) والفحم (غير معدني) من حيث القوة والكثافة، حيث يعتبر الحديد أصلب وأقوى وله كثافة أكبر بكثير من الفحم. لكن هذا لا يعني أن جميع المعادن تتمتع بقوة عالية كما سبق أن ذكرنا، فالصوديوم من أضعف المواد الطبيعية وهو عنصر معدني.
وهنا وصلنا إلى نهاية مقال اليوم. تحدثنا فيه عن تعريف المعادن واللافلزات وأجرينا أيضًا مقارنة بين المعادن واللافلزات من جوانب عديدة مختلفة. لا تنس زيارة موقعنا بانتظام لقراءة المزيد من المقالات التعليمية المفيدة.