جدول المحتويات
مقدمة عن النحاس
النحاس، الذي يحمل الرمز الكيميائي (Cu)، يعتبر من الفلزات اللينة ذات اللون الأحمر المائل للبرتقالي. يتميز النحاس بكونه موصلًا ممتازًا للكهرباء والحرارة، مما يجعله مادة أساسية في العديد من التطبيقات الصناعية والإلكترونية. لقد استخدم النحاس منذ القدم كبديل للأدوات الحجرية، ومع مرور الوقت، تعلم الإنسان كيفية صهره ودمجه مع معادن أخرى، مثل القصدير، لإنتاج سبائك ذات خصائص محسنة.
الخصائص الجوهرية للنحاس
يتميز النحاس بمجموعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تفرقه عن غيره من العناصر. سنستعرض فيما يلي تفصيلاً لهذه الخصائص:
السمات الفيزيائية للنحاس
تتعدد الصفات الفيزيائية التي تميز النحاس، وتشمل:
- الكثافة: تبلغ كثافة النحاس حوالي 8.96 جرام/سم³.
- العدد الذري: العدد الذري للنحاس هو 29.
- الوزن الذري: يبلغ الوزن الذري للنحاس حوالي 63 وحدة كتل ذرية.
- درجة حرارة الانصهار: ينصهر النحاس عند درجة حرارة 1085 درجة مئوية.
- درجة حرارة الغليان: يغلي النحاس عند درجة حرارة 2566 درجة مئوية.
- التواجد في الطبيعة: يوجد النحاس في الطبيعة كفلز حر قابل للطرق والسحب.
- نصف القطر الذري: يبلغ نصف القطر الذري للنحاس 128 بيكومتر.
- الحجم الذري: يبلغ الحجم الذري للنحاس 7.1 سم³/مول.
- نصف القطر التساهمي: يبلغ نصف القطر التساهمي للنحاس 117 بيكومتر.
- طاقة التأين: تبلغ طاقة التأين للنحاس 745 كيلو جول/مول.
الخصائص الكيميائية المميزة للنحاس
يظهر النحاس تفاعلات كيميائية متنوعة، من أهمها:
- الدورة: يقع النحاس في الدورة الرابعة من الجدول الدوري للعناصر.
- المجموعة: يقع النحاس ضمن المجموعة الحادية عشرة في الجدول الدوري.
- التفاعل مع الماء: لا يتفاعل النحاس مع الماء في الظروف العادية.
- التفاعل مع الأكسجين: يتفاعل النحاس ببطء مع الأكسجين الموجود في الهواء لتكوين طبقة رقيقة من أكسيد النحاس، والتي تحمي المعدن من التآكل المستمر.
- التفاعل مع الكبريت: يتفاعل النحاس مع الكبريت لإنتاج كبريتيد النحاس.
- النظائر: يمتلك النحاس 29 نظيرًا كيميائيًا.
مجالات استخدام النحاس
يستخدم النحاس في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك:
- الزراعة: يستخدم النحاس في إنتاج كبريتات النحاس، وهي مادة تستخدم كمبيد للفطريات والحشرات في الزراعة، وأيضًا كمبيد للطحالب في معالجة المياه.
- إنتاج البرونز: يمكن إنتاج معدن البرونز عن طريق دمج النحاس مع القصدير.
- الصناعات المختلفة: يدخل النحاس في صناعة الأواني المنزلية، والأجهزة الكهربائية، وأسلاك التوصيل، والطائرات، والمركبات الفضائية.
- سبائك الذهب والفضة: يستخدم النحاس في صناعة سبائك الذهب والفضة لزيادة صلابتها ومتانتها.
- العملات المعدنية: يستخدم النحاس في صناعة العملات المعدنية.
- التفاعلات الكيميائية: يمكن استخدام النحاس في بعض التفاعلات الكيميائية للكشف عن وجود السكر في المحاليل.
- البناء: يستخدم النحاس في بناء الأسقف والأجزاء الأخرى من المباني نظرًا لمقاومته للتآكل.
