 |
del.icio.us |
 |
Digg |
 |
Furl |
 |
|
 |
Rojo |
| Add to OnlyWire |
- ערך זה עוסק ביסוד כימי. אם התכוונתם לצבע, ראו נחושת (צבע).
|
|||||
| כללי | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| מספר אטומי | 29 | ||||
| סמל כימי | Cu | ||||
| סדרה כימית | מתכות מעבר | ||||
| צפיפות | 8920 kg/m3 | ||||
| מראה | נחושת, מתכתי |
||||
| תכונות אטומיות | |||||
| משקל אטומי | 63.536 amu | ||||
| רדיוס ואן דר ואלס | 140 pm | ||||
| סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה | 2, 8, 18, 1 | ||||
| תכונות פיזיקליות | |||||
| מצב צבירה בטמפ' החדר | מוצק | ||||
| טמפרטורת התכה | 1357.55K (1,084.4°C) | ||||
| טמפרטורת רתיחה | 2840.15K (2,567°C) | ||||
| לחץ אדים | 0.0505Pa ב-1358K | ||||
| מהירות הקול | 3570 מטר לשנייה ב293.15K | ||||
| שונות | |||||
| אלקטרושליליות | 1.9 | ||||
| קיבול חום סגולי | 380 J/(kg·K) | ||||
| מוליכות חשמלית | 59.6 106/m·Ω | ||||
| מוליכות תרמית | 401 W/(m·K) | ||||
| אנרגיית יינון ראשונה | 745.5 kJ/mol | ||||
| אנרגיית יינון שנייה | 1957.9 kJ/mol | ||||
| אנרגיית יינון שלישית | 3555 kJ/mol | ||||
| אנרגיית יינון רביעית | 5536 kJ/mol | ||||
נחושת (אנגלית: Copper, לטינית: Cuprum) היא יסוד כימי מתכתי שסמלו הכימי Cu ומספרו האטומי 29.
תוכן עניינים |
תכונות
הנחושת היא מתכת אדמדמה בעלת מוליכות חום ומוליכות חשמלית גבוהות. היא מהמתכות הראשונות אשר שימשו את האדם להכנת כלים ואבזרי קישוט. כיום משמשת הנחושת בעיקר בתעשיית החשמל והאלקטרוניקה, בשל היותה מוליך חשמל בעל התנגדות נמוכה.
שימושים
לנחושת שימושים רבים, ולהלן חלק מהם:
- חוטי חשמל עשויים מנחושת.
- צנרת עשויה לעתים מנחושת.
- ריהוט, כמו למשל ידית לדלת מיוצר לעתים מנחושת.
- נחושת היא חומר גלם בפיסול, לדוגמה - פסל החירות מכיל 81.3 טון נחושת.
- ייצור מגנטים.
- מנועים חשמליים.
- מתגים חשמליים.
- נחושת היא רכיב במנוע הקיטור שבנה ג'יימס ואט.
- שפופרת קתודית (או CRT).
- אלומיניום נזנח בעבור נחושת בייצור מעגלים מודפסים בזכות ההולכה החשמלית שלה.
- בבניית אוניות משתמשים בסגסוגת של ניקל ונחושת, בזכות עמידותה לקורוזיה.
- ישנם מטבעות העשויים מנחושת.
- כלי בישול וכלי מטבח מכילים לעתים נחושת.
- נחושת מהווה תחליף לזיגוג קרמיקה.
- מנחושת מייצרים כלי נשיפה ממתכת.
- לתרכובות נחושת, כמו למשל "תמיסת פלינג" (Fehling's Solution) ישנם יישומים בכימיה.
- ל-CuSO4 תפקיד כקוטל פטריות.
- משתמשים בנחושת כדי לשנות את צבע הלהבות בזיקוקין די-נור ובמתקנים פירוטכניים אחרים.
- עקב יכולתה של המתכת להעביר חום ביעילות, נעשה בה שימוש בפתרונות קירור למינהם בתעשיית המחשבים והאלקטרוניקה.
איזוטופים של נחושת
| סמל | Z(p) | N(n) | מסה איזוטופית (u) |
זמן מחצית חיים | ספין גרעיני | שכיחות האיזוטופ (כשבר מולרי מהיסוד) |
טווח השינוי הטבעי (כשבר מולרי מהיסוד) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| התרגשות אנרגטית | |||||||
| 52Cu | 29 | 23 | 51.99718(28)# | (3+)# | |||
| 53Cu | 29 | 24 | 52.98555(28)# | <300 ns | (3/2-)# | ||
| 54Cu | 29 | 25 | 53.97671(23)# | <75 ns | (3+)# | ||
| 55Cu | 29 | 26 | 54.96605(32)# | 40# ms [>200 ns] | 3/2-# | ||
| 56Cu | 29 | 27 | 55.95856(15)# | 93(3) ms | (4+) | ||
| 57Cu | 29 | 28 | 56.949211(17) | 196.3(7) ms | 3/2- | ||
| 58Cu | 29 | 29 | 57.9445385(17) | 3.204(7) s | 1+ | ||
| 59Cu | 29 | 30 | 58.9394980(8) | 81.5(5) s | 3/2- | ||
| 60Cu | 29 | 31 | 59.9373650(18) | 23.7(4) min | 2+ | ||
| 61Cu | 29 | 32 | 60.9334578(11) | 3.333(5) h | 3/2- | ||
| 62Cu | 29 | 33 | 61.932584(4) | 9.673(8) min | 1+ | ||
| 63Cu | 29 | 34 | 62.9295975(6) | יציב | 3/2- | 0.6915(15) | 0.68983-0.69338 |
| 64Cu | 29 | 35 | 63.9297642(6) | 12.700(2) h | 1+ | ||
| 65Cu | 29 | 36 | 64.9277895(7) | יציב | 3/2- | 0.3085(15) | 0.30662-0.31017 |
| 66Cu | 29 | 37 | 65.9288688(7) | 5.120(14) min | 1+ | ||
| 67Cu | 29 | 38 | 66.9277303(13) | 61.83(12) h | 3/2- | ||
| 68Cu | 29 | 39 | 67.9296109(17) | 31.1(15) s | 1+ | ||
| 68mCu | 721.6(7) keV | 3.75(5) min | (6-) | ||||
| 69Cu | 29 | 40 | 68.9294293(15) | 2.85(15) min | 3/2- | ||
| 69mCu | 2741.8(10) keV | 360(30) ns | (13/2+) | ||||
| 70Cu | 29 | 41 | 69.9323923(17) | 44.5(2) s | (6-) | ||
| 70m1Cu | 101.1(3) keV | 33(2) s | (3-) | ||||
| 70m2Cu | 242.6(5) keV | 6.6(2) s | 1+ | ||||
| 71Cu | 29 | 42 | 70.9326768(16) | 19.4(14) s | (3/2-) | ||
| 71mCu | 2756(10) keV | 271(13) ns | (19/2-) | ||||
| 72Cu | 29 | 43 | 71.9358203(15) | 6.6(1) s | (1+) | ||
| 72mCu | 270(3) keV | 1.76(3) µs | (4-) | ||||
| 73Cu | 29 | 44 | 72.936675(4) | 4.2(3) s | (3/2-) | ||
| 74Cu | 29 | 45 | 73.939875(7) | 1.594(10) s | (1+,3+) | ||
| 75Cu | 29 | 46 | 74.94190(105) | 1.224(3) s | (3/2-)# | ||
| 76Cu | 29 | 47 | 75.945275(7) | 641(6) ms | (3,5) | ||
| 76mCu | 0(200)# keV | 1.27(30) s | (1,3) | ||||
| 77Cu | 29 | 48 | 76.94785(43)# | 469(8) ms | 3/2-# | ||
| 78Cu | 29 | 49 | 77.95196(43)# | 342(11) ms | |||
| 79Cu | 29 | 50 | 78.95456(54)# | 188(25) ms | 3/2-# | ||
| 80Cu | 29 | 51 | 79.96087(64)# | 100# ms [>300 ns] | |||
היסטוריה
נחושת הייתה ידועה לכמה מן התרבויות הקדומות ביותר ויש לה היסטורית שימוש של יותר מעשרת אלפים שנים; היא נתנה את שמה לתקופת הנחושת, שבה החלו תרבויות קדומות להשתמש במתכת לצד האבן.
- תליון נחושת משנת 8,700 לפנה"ס נמצא באזור צפון עיראק של היום.
- ישנן עדויות לטיהור נחושת מתחמוצות נחושת (מלכיט לדוגמה) מלפני 7,000 שנים. לשם השוואה, בזהב החלו להשתמש, ככל הנראה, בשנת 4000 לפנה"ס.
מטיל נחושת שנמצא בכרתים
- השומרים השתמשו בנחושת והכינו ממנה חפצים ב-3000 לפנה"ס.
- גם המצרים הכינו באותה תקופה חפצים מנחושת ומסגסוגת נחושת ובדיל. באחת הפירמידות נמצאה צנרת מנחושת בת 5,000 שנים. המצרים גילו שהוספת כמות קטנה של בדיל לנחושת מקלה על מלאכת החישול. סגסוגות ארד נמצאו במצרים כמעט באותה תקופה שבה נמצאה נחושת.
- בסין החלו להשתמש בנחושת בשנת 2,000 לפנה"ס ועד שנת 1,200 לפנה"ס יוצר בסין ארד באיכות גבוהה.
- באירופה התגלה אדם שהשתמר בקרח משנת 3,200 לפנה"ס ועליו נמצא גרזן עם חוד נחושת (99.7% טהור). רמות גבוהות של ארסן בשיערו מצביעות על מעורבותו בייצור הנחושת.
- השימוש בארד (שנקרא גם ברונזה) חלחל לכמה שורשי תרבויות בעוצמה רבה והוא מקור השם ל"תקופת הברונזה".
- היוונים והרומאים השתמשו רבות בפליז, סגסוגת של אבץ ונחושת.
- נחושת נקשרה לאלה היוונית אפרודיטה במיתולוגיה היוונית.
- באלכימיה, סמל הנחושת זהה לסמל כוכב הלכת נוגה (ונוס) ושל המין הנשי. הקשר של ונוס (ובעקבותיה המין הנשי כולו) לנחושת נוצר משום שלפי המיתולוגיה נולדה ונוס מקצף הגלים לחוף קפריסין, והאי היה מזוהה עם האלה. קפריסין היה מקור עיקרי לעפרות נחושת בתקופה ההלניסטית. המתכת אף העניקה לאי את שמו, שכן נחושת היא Cuprum בלטינית. כך, למשל, נותן קיניריס, מלכה האגדי של קפריסין, למלך היוונים אגממנון את שריון הנחושת "מגן גיבורים עוטר לאדם ועשוי לתפארה" בצאתו למלחמת טרויה:
 |
ואגממנון הריע בקולו ויצו לארגאים כי יתאזרו; וילבש גם הוא כלי הנחושת הנוצצה.. |
 |
| -- הומרוס, איליאדה: שיר 11 שורות 15-20, תרגום שאול טשרניחובסקי | ||
.
תרכובות
לנחושת שתי דרגות חמצון נפוצות - 2+ ו-1+. הצורה היציבה והנפוצה יותר מבין השתיים היא 2+, שיוצרת מלחים פרה-מגנטיים (תשעה אלקטרונים בקליפה 3d) בצבע כחול או כחול-ירוק. תרכובות נחושת בדרגת החמצון 1+ הן דיאמגנטיות (קליפה d מלאה- כל האלקטרונים מזווגים) וחסרות צבע. בתנאים מיוחדים קיימת גם דרגת החמצון 3+.
נחושת פחמתית (CuCO3) היא מלח ירקרק, המופיע לעתים קרובות על ציפויי נחושת בכלים וחפצים אחרים. נחושת גופרתית (CuSO4) היא מלח כחול שמשתמשים בו לעתים קרובות במעבדות כקוטל פטריות.
ישנן שתי תחמוצות נחושת יציבות - CuO ו-Cu2O. תחמוצות אלו מהוות חומר התחלתי בייצור YBa2Cu3O7-δ שהוא חומר בסיס בייצור מוליכי-על.
תפקיד ביולוגי
הנחושת מופיעה בכל היצורים החיים, והיא חיונית לחיים. אטומי נחושת מופיעים במרכזם של אנזימים וחלבונים אחרים בעלי חשיבות עליונה: ציטוכרום C אוקסידאז (קולט האלקטרונים הסופי בתהליך הנשימה התאית), המוציאנין (החלבון נושא החמצן השכיח ביותר באורגניזמים, אחרי המוגלובין. משמש לנשיאת חמצן ברכיכות ובכמה סוגי סרטנים), סופראוקסיד דיסמוטאז (SOD, משמש לניטרול רעלים בתהליך הנשימה התאית; ראו ערך אנארובי לפרטים נוספים) ועוד.
אמצעי זהירות
30 מ"ג נחושת גופרתית עלולה להיות קטלנית לבני אדם. הרמה הבטוחה של נחושת במי שתייה נעה בין 1.5-2 מיליגרם לליטר.
מחלת וילסון היא מחלה תורשתית שגורמת לגוף לצבור נחושת. אם החולה אינו מקבל טיפול, עלול להיגרם נזק לכבד ולמוח. בנוסף לכך, מחקרים מצאו קשר בין מחלות נפש כמו סכיזופרניה לבין רמות גבוהות של נחושת בגוף. לא ידוע עדיין אם הנחושת היא זו שגורמת למחלת הנפש, או שהמחלה היא זו שגורמת לגוף לצבור נחושת.
נחושת בישראל
בישראל התגלו מרבצי נחושת באזור תמנע, לא רחוק מקיבוץ יטבתה שבערבה. האזור נקרא "מכרות תמנע". ב-1951 הוקמה חברת מכרות נחושת תמנע והכרייה המסחרית החלה ב-1959. במכרה הועסקו כ-1200 עובדים תושבי אילת. הכרייה הופסקה ב-1983 בגלל צניחת מחירי הנחושת בעולם. מאז ינואר 2002 עלה מחיר הנחושת ביותר מפי שלושה ולכן יש תוכניות להמשיך את הכרייה, לאחר שחברה גדולה ממקסיקו גילתה התעניינות במכרה.
