الخواص الفيزيائية للمعادن

المعادن

المعادن هي مجموعةٌ من المواد التي صنّفت لتشاركها مع بعضها البعض بالعديد من الصفات المختلفة، فالمعادن هي أكثر المواد المستخدمة في حياتنا اليوميّة في العديد من التطبيقات المختلفة نتيجةً لخواصها المختلفة، وتأتي هذه الخواص في العادة من الطريقة التي تتركب فيها المعادن على مستواها الذري والطريقة التي تترابط فيها جزيئاتها مع بعضها البعض، فتكون ذرات المعادن قريبةً من بعضها البعض بشكلٍ كبيرٍ جداً وبترتيباتٍ معينةٍ، هذا بالإضافة إلى كون الإلكترون الخارجي فيها حرّاً ممّا يشكل في المعادن ما يسمى بسحابةٍ من الإلكترونات تستطيع فيها الإلكترونات التحرك بحريةٍ ممّا يتيح لها القدرة على نقل الحرارة والكهرباء بشكلٍ جيد، وتترابط المعادن فيما بينها بما يعرف بالرابطة الفلزية، وهي الرابطة التي تنتج من قوى التجاذب ما بين الإلكترونات السالبة والأيونات الموجبة.[1]

الخواص الفيزيائية للمعادن

تشتهر المعادن بالعديد من الخواص المختلفة، وعلى رأسها خواصّها الفيزيائيّة، والتي سمحت باستخدامها في العديد من التطبيقات المختلفة، فتعتبر المعادن موصلاتٍ جيدةً للحرارة والكهرباء نتيجة سحابة الإلكترونات التي تنقل التيار الكهربائيّ بحريةٍ خلال المعدن، وكما أنّها تمتلك بالعادة كثافةً أعلى من تلك التي تمتلكها المواد غير المعدنيّة، كما تظهر المعادن عادةً بصورةٍ لامعةٍ.[2]

تمتلك المعادن أيضاً درجات انصهارٍ وغليانٍ عاليةٍ نتيجةً للرابطة الفلزيّة القوية التي تجمع بين ذرات المعادن، والتي تحتاج إلى كمياتٍ كبيرةٍ من الطاقة للتغلب عليها وكسرها، وأمّا الخاصية الأخرى للمعادن والتي تمكننا من استخدامها بصورةٍ كبيرةٍ وبالطريقة التي نريدها في التطبيقات المختلفة هي مرونتها وتمتعها بمطيلية عالية، وتؤدي هاتان الصفتان إلى القدرة على التحكم بالمعادن وتشكيلها بالطريقة التي نريدها بالطَّرق أو الضغط وتحويلها إلى خيوطٍ رفيعةٍ أو إلى صفائح رقيقةٍ أو أيّ شكلٍ نحتاجه في التطبيقات المختلفة.[2]

تطبيقات تستخدم المعادن

تتمتع بعض المعادن أو السبائك (وهي خليط من مادة معدنيّة ومواد أخرى) بقدرةٍ كبيرةٍ على تحمل الضغوط الكبيرة وقدرتها على امتصاص الصدمات، ولهذا يتمّ استخدام بعض هذه المعادن أو السبائك كالفولاذ (والذي يعدّ مزيجاً من الحديد والكربون أساساً) لتحمل الأحمال الكبيرة كتلك الناتجة من أعمال البناء.[3]

كما أنّه نتيجةً لقدرة المعادن على توصيل الحرارة والكهرباء بشكلٍ كبيرٍ جداً فإنّها تستخدم في التطبيقات التي نحتاج فيها إلى توصيل هذين النوعين من الطاقة، كاستخدام المعادن على سبيل المثال في أواني الطهي أو استخدام الألمنيوم أو النحاس من أجل توصيل الكهرباء، كما أنّها بالإضافة إلى هذا تستخدم في تشتيت الكهرباء والطاقة كاستخدامها في مانع الصواعق لتشتيت الكهرباء الزائدة، وحماية المستخدم، أو كمشتتات الحرارة المستخدمة في عددٍ من التطبيقات، كالمحركات وبعض القطع الإلكترونيّة لمنع ارتفاع درجة حرارتها.[3]

المراجع

1. ↑ The Editors of Encyclopaedia Britannica, "Metal CHEMISTRY"، www.britannica.com, Retrieved 9-7-2018. Edited.
2. ^ أ ب "Metals and Nonmetals Physical Properties of Metals and Nonmetals", www.toppr.com, Retrieved 9-7-2018. Edited.
3. ^ أ ب "Obtaining and using metals", www.bbc.co.uk, Retrieved 9-7-2018. Edited.