يُعد النحاس أحد أقدم المعادن التي استخدمها الإنسان منذ آلاف السنين، ويتميز بلونه الأحمر المميز وقدرته على توصيل الكهرباء والحرارة بكفاءة عالية، يلعب النحاس دورًا أساسيًا في حياتنا اليوميّة، سواء في صناعة الأسلاك الكهربائيّة، أو الأدوات المنزليّة، أو حتى في المجال الطبي، في هذا المقال سنتعرف على خصائص هذا العنصر الفريد، وأهم استخداماته، والفوائد التي يُقدمها للبشر والبيئة.

ما هو النُحاس؟

النُحاس هو عنصر كيميائيّ يُرمز له Cu وعدده الذر يّ 29 ينتمي إلى عناصر المستوى الفرعيّ d ويقع على رأس عناصر المجمةعة الحادية عشرة في الجدول الدوريّ ويُصنّف كيميائيّة ضمن الفلزّات الإنتقاليّة، له لون بُنيّ مُحمر مُميّز وهو فلزٌ طري وقابل للسحب والطرق ومن أهم ما يُميّزه أن يُعد موصل جيّد للكهرباء وناقل جيّد للحرارة أيضًا ويُعتبر النحاس من الفلّزات القليلة التي يُمكن أن توجد في الطبيعة على شكلها الحرّ ولكنّه يدخل أيضًا في تركيب عدد من المعادن في القشرة الأرضيّة، يدخل النحاس في عدّة تطبيقات مثل صناعة الأسلاك الكهربائيّة وأجهزة القياس وفي صناعة السبائك وفي سكّ النقود المعدنيّة وصياغة الحلي والمُجوهرات والفنون الزخرفيّة كما يدخل ضمن صناعة مواد البناء.

خصائص عنصر النحاس

لعنصر النحاس خصائص عدّة مُتنوعة ما بين الخصائص الفيزيائيّة والكيميائيّة إليك أبرزها:

خصائص عنصر النحاس الفيزيائيّة

• الكثافة: تبلغ كثافة عنصر النحاس 8.96 غم/ سم³.
• العدد الذري: 29.
• الوزن الذري: 63.
• درجة حرارة الانصهار: 82 درجة مئوية.
• درجة حرارة الغليان: 566 درجة مئوية.
• كيفية تواجده في الطبيعة: معدن حرّ قابل للطرق.
• نصف القطر الذري: 128 بيكومتر.
• الحجم الذري: 7.1 سم³/ مول.
• نصف القطر التساهمي: 117 بيكومتر.
• طاقة التأين: 745 كيلو جول/ مول.

خصائص عنصر النحاس الكيميائيّة

• الدورة: يقع عنصر النحاس في الجدول الدوريّ في الدورة رقم 4.
• التفاعل مع الماء: لا يتفاعل عنصر النحاس مع الماء.
• المجموعة: يقع عنصر النحاس ضمن المجموعة 11 في الجدول الدوريّ.
• التفاعل مع الأكسجين: يتفاعل عنصر النحاس بشكلٍ بطيء مع الأكسجين الجويّ مكوّنًا طبقةً من أكسيد النحاس ذات اللون البُنيّ والتي تحمي بقيّة المعدن من التآكل أو الصدأ.
• التفاعل مع عنصر الكبريت: يتفاعل النحاس مع عنصر الكبرين لينتج كبريتات النحاس
• النظائر: يمتلك عنصر النحاس 29 نظيرًا كيميائيًا.

استخدامات عنصر النحاس

• الزراعة: يُستخدم عنصر النحاس لإنتاج مادّة كبريتات النُحاس التي تُستخدم في مجال الزراعة كمُبيد للحشرات والآفات الزراعيّة بالإضافة إلى استخدامها كمُبيد للطحالب عند عمليّة تنقية المياه.
• البناء: يُستخدم عنصر النحاس في عمليّة بناء المباني والعقارات بإختلاف أنواعها خاصةً الأسقف.
• سبائك الذهب والفضّة: يدخل النحاس في صناعة كل من سبائك الفضّة والذهب ويُطلى بهما.
• إنشاء معدن البرونز: يُمكن إنشاء معدن البرونز من خلال مُعالجة عنصر النحاس وذلك عن طريق إضافة القصدير له.
• قطاع النقل والأدوات: يُستخدم عنصر النحاس في وسائل النقل أو المواصلات بالإضافة إلى تجهيزات المطابخ كصناعة الطناجر وغيرها من الأدوات.

أنواع النُحاس

• - النحاس عالي الموصليّة: يتميّز هذا النوع من النحاس بقدرته العالية على التوصيل الكهربائيّة سواء في حالة السخونة أو حالة البرودة وبالتالي فهو يصلُح للإستخدام في التطبيقات الكهربائيّة مثل الأسلاك والكابلات بالإضافة إلى ذلك فهو يتميّز بمرونة عالية ممّا يُسهل تشكيله على شكل أسلاك رفيعة مثلاً ومن أشهر أنواعه نحاس ETP.
• - النحاس المُختزل: في هذا النوع يتمّ انتزاع الأكسجين من النحاس عن طريق إضافة نسبة من الفسفور المُنصهر إليه أو ربما إضافة البورون في حالة السبائك، فتنتُج مادّة صلبة قويّة تُقاوم التآكل في حالة مُلامسة الهيدروجين لها.
• - سبائك النُحاس: سبائك النحاس هي عبارة عن سبائك غير حديديّة أي أنّها لا تحتوي على حديد فقد يتشكّل فيها النُحاس مع مجموعة واسعة من المعادن الأخرى مثل الزنك، القصدير، والنيكل والألمنيوم ويتمّ الحصول على سبائك مُتعددة.

مُركّبات النحاس

• - الأكاسيد: تشمل الأكاسيد على أكسيد النحاس الأحادي ورمزه الكيميائيّ Cu2o وهو عبارة عن مادّة بلوريّة لونها أحمر تُستخدم في تلوين الزُجاج باللون الأحمر وفي الدهانات المانعة للتعفّن كما تشمل الأكاسيد على أكسيد النحاس الثنائي وهو عبارة عن مسحوق لونه أسود يُستخدم في تلوين الزُجاج باللون الأخضر.
• - الهاليدات: تشمل الهاليدات على كلوريد النحاس الأحادي ورمزه الكيميائيّ cuci الذي يُستخدم في تحليل الغاز كما تشمل على كلوريد النحاس الثُنائيّ ورمزه الكيميائيّة cucl2 الذي يُستخدم بشكلٍ أساسيّ في صناعة الأصباغ.
• - الكبريتات: تضم كبريتات النحاس الثنائيّ CuSO2 ذات اللون الأزرق الساطع والمُستخدمة في صناعة الأصباغ.
• - الكربونات: تشمل الكربونات على كربونات النحاس وقد يكون لونها أخضر أو أزرق ساطعًا وتُستخدم في تحضير الأصباغ.
• - مُركبات أخرى: تشمل مُركبات النحاس الأخرى نترات النحاس الثنائيّ ذات الرمز الكيميائيّ CU (NO3)2 وسيليكات النحاس والمُركبات التي تضم بعض املاح النحاس مع الزرنيخ ذات اللون الأخضر والتي تُستخدم في إنتاج المُبيدات الحشريّة لأنّها مُركّبات سامّة.