أقسام المقالة
حل سؤال: ما هي العناصر اللافلزية في أول 20 عنصرًا؟
- إجابة السؤال هي : الهيدروجين (H)، الكربون (C)، النيتروجين (N)، الأكسجين (O)، الفلور (F).
شرح الإجابة :
تتألف مادتنا الكونية من مكونات أساسية تُعرف باسم العناصر الكيميائية، وتُرتب هذه العناصر بطريقة علمية ضمن الجدول الدوري للعناصر. هذا الترتيب المدهش ليس عشوائيًا، بل يعكس خصائص كل عنصر بشكل دقيق ومُنظم. عند دراسة العناصر، نجد أنها تُصنّف إلى ثلاث فئات رئيسية: الفلزات واللافلزات وأشباه الفلزات، وذلك بناءً على الخصائص الفيزيائية والخصائص الكيميائية المميزة لكل منها.
تتميز اللافلزات بمجموعة من السمات التي تفرقها عن بقية العناصر، فهي على عكس الفلزات التي غالبًا ما تكون لامعة وصلبة وموصلة جيدة للكهرباء والحرارة. بدلًا من ذلك، تميل اللافلزات إلى أن تكون باهتة اللون، وهشة عند محاولة كسرها، كما أنها رديئة التوصيل لكل من الكهرباء والحرارة. علاوة على ذلك، تُبدي سلوكًا مميزًا على مستوى الذرة، حيث تميل إلى اكتساب الإلكترونات الخارجية لإكمال مداراتها، فتتحول بذلك إلى الأيونات السالبة في سعيها لتحقيق الاستقرار.
لنفحص الآن العناصر العشرين الأولى في الجدول الدوري للعناصر، بدءًا من الهيدروجين ذي الرقم الذري 1 وصولًا إلى الكالسيوم ذي الرقم 20. عند التمعن في هذه القائمة، يتضح أن خمسة عناصر منها فقط هي التي تتطابق مع تعريف وخصائص اللافلزات. هذه العناصر الخمسة تشكل مجموعة فريدة ومهمة للغاية في الكيمياء والحياة على حد سواء.
نبدأ بعنصر الهيدروجين (H)، وهو العنصر الأول والأخف وزنًا في الكون. على الرغم من وضعه في المجموعة الأولى بالجدول الدوري مع الفلزات القلوية، إلا أنه يختلف عنها تمامًا في سلوكه، فهو لافلز غازي يتفاعل عن طريق تكوين الروابط التساهمية. يعتبر الهيدروجين وقودًا محتملاً للمستقبل وعنصرًا أساسيًا في تركيب الماء.
يلي الهيدروجين عنصر الكربون (C) ذو الرقم الذري 6، وهو جوهر الحياة على كوكب الأرض. يُعرف هذا العنصر بقدرته الفائقة على تكوين سلاسل وحلقات مستقرة، مما يجعله العمود الفقري لعدد لا يحصى من المركبات العضوية المتنوعة. يدخل الكربون في تركيب أجسامنا وفي الوقود الأحفوري الذي نستخدمه يوميًا.
ثم ننتقل إلى النيتروجين (N)، العنصر السابع في الترتيب، والذي يُشكل ما يقارب 78% من حجم الغلاف الجوي للأرض. يُعد النيتروجين ضروريًا لتكوين البروتينات والأحماض الأمينية التي تُبنى منها أجسام الكائنات الحية، كما أنه جزء لا يتجزأ من تركيب الحمض النووي (DNA). يُستخدم في الصناعة وفي إنتاج الأسمدة لتعزيز نمو النباتات.
بالاستمرار في هذا الاستكشاف، نصل إلى الأكسجين (O)، العنصر الثامن، وهو حيوي لوجودنا وحياة معظم الكائنات الحية. يُعد الأكسجين عنصرًا نشطًا للغاية وضروريًا لعملية الاحتراق والتنفس. تتفاعل جزيئاته بفاعلية مع عناصر أخرى لتكوين المركبات الكيميائية المختلفة، ومن أهمها الماء الذي يغطي غالبية سطح كوكبنا.
أخيرًا، نُلقي نظرة على الفلور (F)، العنصر التاسع، الذي يتميز بكونه الأكثر كهروسالبية بين جميع العناصر. هذه الخاصية الفريدة تمنحه نشاطًا كيميائيًا استثنائيًا، مما يجعله يتفاعل بشدة مع معظم العناصر الأخرى. يُضاف الفلورايد، وهو مركب من الفلور، إلى مياه الشرب وبعض أنواع معجون الأسنان لحماية المينا من التسوس.
من الجدير بالذكر أن باقي العناصر في أول 20 عنصرًا هي إما فلزات (مثل الليثيوم، الصوديوم، المغنيسيوم، الألومنيوم، البوتاسيوم، الكالسيوم) أو غازات نبيلة خاملة (مثل الهيليوم، النيون، الأرجون)، أو عنصر شبه فلز واحد وهو البورون الذي يمتلك خصائص وسطية بين الفلزات واللافلزات، ويُستخدم في صناعة أشباه الموصلات. تُبرز هذه القائمة المحددة الدور المحوري الذي تلعبه هذه اللافلزات في تشكيل عالمنا الطبيعي والصناعي.
تتفاعل اللافلزات غالبًا مع بعضها البعض أو مع الفلزات لتكوين مجموعة واسعة من المركبات الكيميائية الحيوية وغير الحيوية. هذا التفاعل يعتمد على ميلها لاكتساب الإلكترونات وتكوين الروابط التساهمية غالبًا، وهي روابط قوية تنتج عن مشاركة الإلكترونات بين الذرات. إن فهم هذه العناصر الخمسة ضمن سياقها الأوسع في الجدول الدوري يُعد مفتاحًا لاستيعاب أساسيات الكيمياء.
أسئلة شائعة:
ما الذي يميز اللافلزات عن الفلزات؟
تختلف اللافلزات عن الفلزات في العديد من الخصائص؛ فالأخيرة عادة ما تكون لامعة، صلبة، وموصلة جيدة للحرارة والكهرباء، بينما اللافلزات غالبًا ما تكون باهتة، هشة، وعازلة للكهرباء والحرارة. كما أن اللافلزات تميل لاكتساب الإلكترونات في تفاعلاتها الكيميائية، على عكس الفلزات التي تميل إلى فقدها.
لماذا يعتبر الهيدروجين لافلزًا رغم أنه في المجموعة الأولى؟
يقع الهيدروجين في المجموعة الأولى من الجدول الدوري نظرًا لامتلاكه إلكترونًا واحدًا في مداره الأخير، لكنه يُصنف كـلافلز لأنه لا يمتلك الخصائص الفيزيائية النموذجية للفلزات القلوية الموجودة في نفس المجموعة. بدلاً من ذلك، يتصرف كـلافلز حيث يميل إلى تكوين الروابط التساهمية، أو اكتساب إلكترون ليصبح أيونًا سالبًا، أو فقدانه ليصبح أيونًا موجبًا.
أين نجد هذه اللافلزات في حياتنا اليومية؟
نجد هذه اللافلزات في كل مكان حولنا؛ فالهيدروجين مكون أساسي للماء، والكربون يوجد في الكائنات الحية والوقود، والنيتروجين يُشكل معظم هواء التنفس، بينما الأكسجين ضروري للتنفس ويدخل في تركيب الماء. أما الفلور، فيُستخدم في معاجين الأسنان ومياه الشرب.
هل يمكن أن تتفاعل اللافلزات مع بعضها البعض؟
نعم، بكل تأكيد يمكن أن تتفاعل اللافلزات مع بعضها البعض لتكوين مجموعة واسعة من المركبات الكيميائية. على سبيل المثال، يتحد الأكسجين مع النيتروجين لتكوين أكاسيد النيتروجين، ويتحد الكربون مع الهيدروجين لتكوين المركبات العضوية المختلفة.
ما أهمية هذه اللافلزات للحياة على الأرض؟
تُعد هذه اللافلزات ضرورية جدًا للحياة على الأرض؛ فالأكسجين يدعم التنفس، والكربون هو أساس جميع الكائنات الحية ويدخل في عملية التمثيل الضوئي، والنيتروجين مهم لتكوين البروتينات والحمض النووي (DNA)، بينما الهيدروجين جزء أساسي من الماء والمادة العضوية. حتى الفلور، يُعد حيويًا لصحة الأسنان.