نحاس

نحاسهو عنصر كيميائي. وهو العنصر التاسع والعشرون في الجدول الدوري. وزنه الذري 63.55. وهو معدن انتقالي يقع في منتصف الجدول الدوري. رمز النحاس هو "Cu"، الذي يأتي من الكلمة اللاتينيةcuprumوالتي جاءت بدورها من الكلمة اللاتينية لجزيرة قبرص حيث تم العثور على النحاس.^[1]

خصائص[تغيير|تغيير المصدر]

الخصائص الفيزيائية[تغيير|تغيير المصدر]

قرص نحاسي، محفور بالحمض، ترون البنية البلورية غير المرئية عادة

يكون النحاس ذو لون برتقالي محمر عندما يكون نقيًا، ولكنه سرعان ما يصبح مشوهًا محمرًا بعد تعرضه للهواء.

النحاس هو أحد المعادن الملونة القليلة. معظم المعادن رمادية أو فضية. الذهب والنحاس والسيزيوم والأوزميوم هي المعادن الأربعة الملونة الوحيدة. إنه مغناطيسي. النحاس لونه أخضر مثل كربونات النحاس (II) وهيدروكسيد النحاس (II). يتحول إلى اللون الأخضر لأنه يتأكسد. وبعد فترة من وجوده في الهواء، يشكل النحاس كربونات النحاس الخضراء على السطح، والتي تسمى الزنجار. هذا هو السبب في أن السقف النحاسي للمبنى يبدو أخضر اللون.

النحاس مرن للغاية ومرن. يمكن أن تمتد إلى الأسلاك بسهولة. النحاس أيضًا ناعم جدًا، وله صلابة موس تتراوح من 2.5 إلى 3. وهذا يعني أنه أصلب من ظفر اليد ولكنه أكثر ليونة من سكين الجيب الفولاذية.

يتفاعل مع محاليل حمض الهيدروكلوريك أو الأمونيا المحتوية على الأكسجين. يمكن أن يذوب أيضًا في خليط من بيروكسيد الهيدروجين وحمض الهيدروكلوريك. وهذا يجعل كلوريد النحاس (II). لا يذوب في الأحماض الضعيفة. يمكن أن يذوب في حمض النيتريك ليصنع نترات النحاس (II) وثاني أكسيد النيتروجين أو أكسيد النيتريك.

مركبات[تغير|تغيير المصدر]

يشكل النحاس مركبات كيميائية. في هذه المركبات، يكون له حالتي أكسدة طبيعية: +1 و+2. +2 أكثر شيوعًا. معظم مركبات النحاس +2 تكون زرقاء اللون. +1 مركبات النحاس يمكن أن تكون بيضاء. مركبات النحاس هي عوامل مؤكسدة ضعيفة. أنها تآكل العديد من المعادن. يأخذ هذا التآكل المعدن ويضعه في مركب كيميائي، تاركًا النحاس خلفه. ومن الأمثلة على ذلك تفاعل الحديد وكبريتات النحاس (II) لإنتاج كبريتات النحاس والحديد (II). +1 مركبات النحاس هي عوامل اختزال عندما تكون في الهواء. يتم تصنيعها عادة عن طريق اختزال مركبات +2.

يمكن أن تكون مركبات النحاس سوداء، أو خضراء، أو حمراء، أو بيضاء، أو زرقاء، أو صفراء.

مركبات النحاس(I)[تغير|تغيير المصدر]

تحتوي مركبات النحاس (I) على نحاس في حالة الأكسدة +1. فهي عوامل اختزال ضعيفة. تتفاعل مع الهواء لتكوين مركبات النحاس (II). كما أنها غير متناسبة مع مركبات النحاس والنحاس (II). معظمها لا يذوب في الماء.

أسيتيليد النحاس (I)، بني محمر، متفجر

بروميد النحاس (I).

كلوريد النحاس (I)، أبيض عندما يكون نقيًا، وأخضر عند أكسدته

يوديد النحاس (I)، مادة صلبة عديمة اللون

أكسيد النحاس (I)، بني محمر

مركبات النحاس الثنائي[تغيير|تغيير المصدر]

تحتوي مركبات النحاس (II) على النحاس في حالة الأكسدة +2. فهي عوامل مؤكسدة ضعيفة. تكون خضراء عندما تكون مائية (إضافة جزيئات الماء). وهي أكثر استقرارًا في الهواء من مركبات النحاس (I).

بروميد النحاس الثنائي، مادة صلبة رمادية

كربونات النحاس الثنائي، ذات لون أخضر، تتكون على النحاس عندما تكون في الهواء

كلوريد النحاس الثنائي، أخضر عندما يكون مائيًا، بني عندما يكون لا مائي

يتحول هيدروكسيد النحاس الثنائي، ذو اللون الأزرق الفاتح، إلى كربونات النحاس الثنائي بسهولة

نترات النحاس الثنائي، عامل مؤكسد أزرق اللون، يستخدم في عرض الخلايا الفولتية

أكسيد النحاس الثنائي، أسود

كبريتات النحاس الثنائي، الأزرق، مركب النحاس الأكثر شيوعا

باريس جرين، شديد السمية، أخضر مزرق ساطع

كبريتات النحاس (II)، مركب النحاس (II).

كلوريد النحاس (II)، مركب النحاس (II).

كلوريد النحاس (I)، مركب النحاس (I). لونه أبيض ولكن الهواء يتفاعل معه بسهولة ليتحول إلى اللون الأخضر

أكسيد النحاس (I)، مركب النحاس (I).

أكسيد النحاس (II)، مركب النحاس (II).

حدوث[تغيير|تغيير المصدر]

النحاس كمعدن في الأرض

كالكوبايرايت

يمكن العثور على النحاس كمعدن في الأرض. عادةً ما يكون لونه أخضر من الخارج. معظم النحاس ليس كمعدن ولكن في مركبات كيميائية. كالكوبايرايت هو خام النحاس الأكثر شيوعا. وهو عبارة عن خليط من البيريت وكبريتيد النحاس. يوجد النحاس بكميات صغيرة في الكائنات الحية. بعض الرخويات والمفصليات لها دم أزرق بسبب وجود النحاس في دمها. الحيوانات مثل الإنسان والثدييات الأخرى لها دم أحمر لأنه يحتوي على الحديد.

الاستخدامات[تغيير|تغيير المصدر]

يمكن استخدام النحاس بعدة طرق ولكن أحد الأمثلة على ذلك هو الأسلاك. يستخدم النحاس في صناعة الأسلاك لأنه سهل التمدد وغير مكلف. ولهذا السبب ستستخدم شركات الأسلاك الكبيرة النحاس لأنه أرخص ويستغرق وقتًا أقل للحصول عليه

قد يكون النحاس هو أقدم المعادن المستخدمة، حيث تم العثور على أدوات نحاسية قديمة جدًا. يستخدم النحاس في التوصيلات الكهربائية. ويمكن أيضًا تشكيلها إلى أجزاء مختلفة. ويمكن استخدامه في بالوعة الحرارة. تمثال الحرية مصنوع من النحاس. كما أنه يستخدم في الأنابيب التي تنقل المياه، لأنه لا يتآكل.

عندما يخلط الناس النحاس مع القصدير، يتم صنع البرونز. البرونز هو أصعب بكثير، وخلق العصر البرونزي. وأصبح الأمر أقل أهمية عندما تعلم الناس كيفية استخدام الحديد بشكل أفضل. عندما يتم خلط الزنك مع النحاس، يتم الحصول على النحاس، وهو أصلب من البرونز. النحاس مع النيكل يصنع الكوبرونيكل.

ويستخدم النحاس أيضًا في الصناعات الطبية والصناعات الغذائية. يمكن للنحاس أن يغير البروتينات، ويشكل الجذور، ويعطل الإنزيمات، وبالتالي يعطل أو يقتل البكتيريا والفيروسات.^[2]

النحاس هو معدن أساسي يتم تشكيله بسهولة وغالبًا ما يضاف إلى المعادن الثمينة لتحسين مرونتها ومرونتها وصلابتها ولونها ومقاومتها للتآكل.

كمركبات كيميائية[تغير|تغيير المصدر]

النحاس مهم في جسم الإنسان. إذا لم يحصل الشخص على ما يكفي من النحاس، فقد لا تعمل الجزيئات الموجودة في الجسم. ومع ذلك، فإن وجود الكثير من النحاس يمكن أن يكون مشكلة. يحصل الإنسان على معظم النحاس الذي يحتاجه من الطعام، كما تحتوي الفيتامينات أيضًا على النحاس للتأكد من حصولنا على ما يكفي منه.^[3]تستخدم مركبات النحاس أيضًا لقتل الفطريات والطحالب.

السلامة[التغيير|تغيير المصدر]

النحاس ليس سامًا مثل المعدن. مركبات النحاس سامة، على الرغم من أن هناك حاجة إلى كميات صغيرة منها للحياة. يتم طرد النحاس من الجسم بسهولة، لذلك لا يتراكم في آثار سامة.

تحضير[تغيير|تغيير المصدر]

في بعض الأحيان يتم إخراج النحاس من الأرض وتشكيله على شكل أشياء. لكن معظم النحاس ليس في شكل معدني في الأرض. كالكوبايرايت هو خام النحاس الرئيسي. يتم تسخينه بالهواء لفصل الحديد على هيئة أكسيد الحديد الثنائي. يتم تصنيع بعض أكسيد النحاس (I). كما يتم تصنيع ثاني أكسيد الكبريت. ثم يضاف ثاني أكسيد السيليكون، الذي يتفاعل مع أكسيد الحديد (II) لتكوين سائل يتم تصريفه. الآن لم يتبق سوى النحاس والكبريتيد. يتفاعل كبريتيد النحاس مع الهواء لينتج معدن النحاس وثاني أكسيد الكبريت. يتفاعل بعض كبريتيد النحاس مع أكسيد النحاس (I) لتكوين النحاس وثاني أكسيد الكبريت. وهذا يجعل النحاس غير نقي.

يتم الحصول على النحاس النقي عن طريق التحليل الكهربائي. يتم وضع طبقة رقيقة من النحاس النقي على الكاثود، ويتم وضع طبقة سميكة من النحاس غير النقي على القطب الموجب. المنحل بالكهرباء هو كبريتات النحاس. يذوب النحاس غير النقي في المحلول. ثم يكسو طبقة رقيقة من النحاس النقي. وهذا يجعل النحاس نقيا.

يتم إعادة تدوير كميات كبيرة من النحاس بسبب قيمته العالية والاستنزاف المتزايد لاحتياطيات النحاس في جميع أنحاء العالم.