الكيمياء الأولية هي أحد مجالات الكيمياء التي تدرس على وجه التحديد العناصر التي تم اكتشافها. كما يفحص الخصائص الفيزيائية والكيميائية للعنصر. تشير الخصائص الفيزيائية إلى تغيير الأشياء دون تكوين مواد جديدة. يمكن أيضًا ملاحظة الخصائص الفيزيائية دون تغيير المواد التي تتكون منها المادة. يمكننا وصف الخصائص الفيزيائية للمادة ، واللون ، والرائحة ، ونقطة الانصهار ، ونقطة الغليان ، والكثافة ، والصلابة ، والذوبان ، والتعكر ، والمغناطيسية ، واللزوجة.
وفي الوقت نفسه ، فإن الخواص الكيميائية هي التغييرات التي تحدث من خلال الأشياء التي تشكل مواد جديدة. التغييرات الكيميائية تجعل المادة تشكل نوعًا جديدًا من المواد. بعض الأمثلة على الخصائص الكيميائية هي القابلية للاشتعال ، والقابلية للاشتعال ، والانفجار ، والسامة ، والصدأ أو التآكل.
يمكن تصنيف العناصر بناءً على موضعها في الجدول الدوري. هذه المرة ، سنناقش الخصائص الفيزيائية والخواص الكيميائية للعناصر بناءً على مجموعاتها.
مجموعة القلويات
الفلزات القلوية هي عناصر تنتمي إلى المجموعة IA باستثناء الهيدروجين (H) ، وهي الليثيوم (Li) والصوديوم (Na) والبوتاسيوم (K) والروبيديوم (Rb) والسيزيوم (Cs) والفرانسيوم (Fr). تشمل الخصائص الفيزيائية للمجموعة القلوية طبيعتها الناعمة والخفيفة. تحتوي هذه العناصر أيضًا على نقاط انصهار وغليان منخفضة جدًا.
الخاصية الكيميائية للعناصر الفلزية القلوية هي تفاعلها العالي. المعادن القلوية قابلة للاشتعال عن طريق الأكسجين الموجود في الهواء ، لذلك يجب تخزينها في الكيروسين. تكون نتيجة الاحتراق دائمًا على شكل بيروكسيد.
(اقرأ أيضًا: نماذج الذرة ، ما أنت؟)
العناصر المعدنية القلوية شديدة التفاعل أيضًا مع الماء. ترتيب العناصر ينخفض ، التفاعل يزداد قوة ، حتى أنه يمكن أن يسبب الحرارة. تتفاعل المعادن القلوية بسهولة مع الأحماض لتكوين الأملاح وغاز الهيدروجين. يمكن أن تتفاعل القلويات مباشرة مع الهالوجينات لتكوين الأملاح.
يمكن التعرف على عنصر الفلزات القلوية عن طريق اختبار اللهب. سيعطي كل عنصر لونًا مميزًا ، على سبيل المثال ، ستكون نار الليثيوم حمراء ، وسيكون الصوديوم أصفر ، والبوتاسيوم أرجواني فاتح ، والروبيديوم أرجواني ، وسيزيوم أزرق.
مجموعة التربة القلوية
تشير المعادن الأرضية القلوية إلى العناصر الموجودة في المجموعة IIA ، وهي البريليوم (Be) والمغنيسيوم (Mg) والكالسيوم (Ca) والسترونشيوم (Sr) والباريوم (Ba) والراديوم (Ra). بناءً على خصائصها الفيزيائية ، تتمتع معادن الأرض القلوية بنقطة انصهار أعلى ونقطة غليان وكثافة وصلابة أعلى من المعادن القلوية مثل تلك الفترة. وذلك لأن العناصر المعدنية الأرضية القلوية تحتوي على إلكترونين في الغلاف الخارجي ، وبالتالي فإن الروابط المعدنية أقوى. من الصعب عمومًا إذابة معادن الأرض القلوية في الماء ويمكن العثور عليها تحت الأرض أو في صخور قشرة الأرض.
تتمثل بعض الخصائص الكيميائية للعناصر المعدنية الأرضية القلوية في قدرتها على التفاعل مع الماء وتشكيل قواعد. بالإضافة إلى ذلك ، عند تفاعلها مع الأكسجين ، يمكن أن تشكل فلزات الأرض القلوية أكاسيد قلوية. يمكن أن تتفاعل معادن الأرض القلوية أيضًا مع الهيدروجين لإعطاء مركبات الهيدريد. إذا تفاعل مع النيتروجين ، فإنه يشكل نيتريد.
عند الاحتراق ، تنتج عناصر الأرض القلوية أيضًا لونًا مميزًا. ستكون لهب البريليوم والمغنيسيوم بيضاء وبرتقالية كالسيوم وأحمر السترونشيوم وخضراء الباريوم.
عناصر الهالوجين
تشمل الهالوجينات العناصر الموجودة في المجموعة VIIA وتتكون من الفلور (F) والكلور (Cl) والبروم (Br) واليود (I) والأستاتين (At). يأتي اسم الهالوجين من اليونانية التي تعني "تكوين الملح". لذلك ، يمكن أن تشكل عناصر الهالوجين مركبات ملح عندما تتفاعل مع العناصر المعدنية. وبطبيعة الحال ، توجد الهالوجينات في شكل جزيئات ثنائية الذرة ، وهي F 2 و Cl 2 و Br 2 و I 2 .
الخصائص الفيزيائية للهالوجينات هي أن درجة انصهارها وغليانها تزداد مع زيادة العدد الذري. في درجة حرارة الغرفة ، يعتبر الفلور والكلور من الغازات ، بينما البروم سائل متطاير واليود مادة صلبة قابلة للتحلل. الفلورين له لون أصفر فاتح ، والكلور أصفر مخضر ، والبروم لونه أحمر بني. عندما يكون مادة صلبة ، يكون اليود أسودًا ، لكن البخار يكون أرجوانيًا. جميع عناصر الهالوجين لها رائحة كريهة.
الخاصية الكيميائية لعناصر الهالوجين هي تفاعلها العالي كعنصر غير معدني. يمكن أن تتفاعل الهالوجينات مع الهيدروجين لتكوين أحماض هالوجينية. عند التفاعل مع القواعد ، ستشكل الهالوجينات الأملاح. عند التفاعل مع المعادن ، تنتج الهالوجينات هالوجينات معدنية ذات عدد أكسدة مرتفع. تذوب عناصر الهالوجين أيضًا في الماء ، مكونة حمض الهالوجينيد وحمض الهيبوهاليتيك. تسمى محاليل الهالوجين أيضًا هالوجينات وهي عوامل مؤكسدة.
نوبل غاز
توجد عناصر الغاز النادرة في المجموعة VIIIA وتتكون من الهيليوم (He) والنيون (Ne) والأرجون (Ar) والكريبتون (Kr) والزينون (Xe) والرادون (Rn). يطلق على الغازات النادرة اسمها لأنها غازات مستقرة جدًا أو يصعب التفاعل معها في درجة حرارة الغرفة. غالبًا ما توجد الغازات النادرة كذرات مفردة في الطبيعة.
تشتمل الخصائص الفيزيائية للغازات النبيلة على درجات انصهار وغليان منخفضة للغاية. درجة غليانها قريبة من الصفر درجة كلفن ونقطة غليانها أعلى ببضع درجات فقط من نقطة انصهارها. سوف يذوب الغاز النبيل أو يتصلب فقط إذا كانت طاقة الجزيئات ضعيفة جدًا ، أي عند درجة حرارة منخفضة جدًا.
بناءً على خصائصها الكيميائية ، تتميز الغازات النبيلة بفاعلية منخفضة جدًا. يُعتقد أن هذا يتأثر بتكوين الإلكترون. تحتوي الغازات النادرة على 8 إلكترونات في الغلاف الخارجي (اثنان للهيليوم) وهي التكوين الأكثر استقرارًا. بالإضافة إلى ذلك ، كلما زاد نصف القطر الذري لعناصر الغازات النبيلة ، زادت التفاعلية. حتى الآن ، كان العلماء قادرين على تكوين مركبات من الزينون والرادون والكريبتون.
الفترة الثالثة
تتكون عناصر الفترة الثالثة من المعادن (الصوديوم ، المغنيسيوم ، الألومنيوم) ، الفلزات (السيليكون) ، واللافلزات (الفوسفور ، الكبريت ، الكلور ، الأرجون). بناءً على خصائصها الفيزيائية ، ستزداد الكهربية لعناصر الفترة الثالثة بشكل أكبر على الجدول الدوري. هذا لأن نصف القطر الذري يقترب من اليمين ، كلما كان أصغر.
وفي الوقت نفسه ، اختلفت الخصائص الكيميائية لعناصر الفترة الثالثة. الصوديوم هو أقوى عامل مختزل ، بينما الكلور هو أقوى عامل مؤكسد. تعتمد خصائص هيدروكسيدات هذه العناصر على طاقات التأين الخاصة بها.
الحصة الرابعة
العناصر المدرجة في الفترة الرابعة هي سكانديوم (Sc) ، والتيتانيوم (Ti) ، والفاناديوم (V) ، والكروم (Cr) ، والمنغنيز (Mn) ، والحديد (Fe) ، والكوبالت (Co) ، والنيكل (Ni) ، النحاس (النحاس) والزنك (الزنك). يتم تضمين كل هذه العناصر في المعادن التي تعمل على الاختزال. تميل نقاط الانصهار والغليان إلى الارتفاع. كما أن لها موصلية كهربائية جيدة وهي مادة صلبة. لون سكانديوم والزنك أبيض ، بينما تأتي باقي العناصر بألوان مختلفة.
بناءً على خواصها الكيميائية ، تحتوي معظم عناصر الانتقال هذه على العديد من أعداد الأكسدة ويمكن أن تشكل أيونات ومركبات معقدة.
