ماهو النحاس؟ وما انواعه ومصادره خصائصه واستعمالاته؟

"ما هو النحاس؟" يعد النحاس من أكثر المعادن الموجودة بوفرة في الطبيعة، وهو أول المعادن التي استخدمت من قبل الإنسان وثاني المعادن من حيث المنافع بعد معدن الحديد. ويستخدم النحاس في العديد من الصناعات، وسوف نتناول في هذا المقال في موقع مفاهيم التعرف على معدن النحاس تاريخه وخصائصه الكيميائية والفيزيائية وأنواعه واستخداماته، فتابع معنا عزيزي القارئ هذا المقال.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• ما هو النحاس؟
• تعريف النحاس
• تاريخ معرفة النحاس
• دوله اخذت اسمها من معدن النحاس فما هي؟
• خصائص وصفات عنصر النحاس
• أنواع ومصادر النحاس من الطبيعة
• أماكن تواجد النحاس
• أنواع النحاس
• استخدامات النحاس
• عيوب معدن النحاس

ما هو النحاس؟

• النحاس هو عنصر كيميائي ينتمي إلى مجموعة المعادن الانتقالية، ويُعرف برمز (Cu) ورقمه الذري (29). يتمتع النحاس بخصائص فيزيائية وكيميائية تجعله واحدًا من أكثر المعادن استخدامًا في مختلف المجالات.
• يُوجد النحاس في حالة حرة في الطبيعة (كعناصر منفردة)، ويُستخرج عادةً من خامات النحاس مثل الكالكوبيرايت (CuFeS₂).
• النحاس هو معدن مهم ذو خصائص فريدة تجعله ضروريًا في العديد من التطبيقات الصناعية والطبية. يُعتبر جزءًا أساسيًا في العديد من العمليات الحيوية، مما يجعله عنصرًا لا غنى عنه في حياة الإنسان.

تعريف النحاس

• يعد النحاس من أكثر المعادن الكيميائية وفرة في الطبيعة، إذ يحتل المرتبة الخامسة والعشرين بين المعادن الأخرى، ويوجد النحاس في الطبيعة باللون الأحمر الذهبي، ويعطي هذا اللون بريقاً من ألوان الطيف عند تعرضه للضوء.
• هذا ما يميزه عن غيره من المعادن، ويعتبر النحاس عنصراً كيميائياً، إذ يدخل في تركيب العديد من السبائك، فمثلاً يتم إضافته إلى الذهب لإعطائه مزيداً من الصلابة عند تشكيله.
• تصنع منه سبيكة مع الزنك تسمى بالبراص أو النحاس الأصفر، ويستخدم في العصور الوسطى لصناعة الدروع الحربية.

تاريخ معرفة النحاس

بعد أن تعرفنا على "ما هو النحاس" يمكننا توضيح تاريخ ظهوره واستخدامه من خلال الآتي:

• يعد النحاس من أكثر المعادن استخرجاً واستخداماً منذ أن تم اكتشافه من قبل الإنسان في عام 8700 قبل الميلاد، وقد كان المعدن الوحيد والمعروف عند الإنسان لفترة دامت 5000 عام.

• تعد مصر من أوائل الدول التي اكتشفت ميزة مهمة للنحاس، وهي مقاومته للتآكل، وقد استغل القدماء المصريون هذه الخاصية في صناعة الأشرطة والمسامير النحاسية التي تستخدم في صناعة السفن وصنع أنابيب لنقل المياه.
• تم إدخال النحاس في صناعة الأسلحة منذ القدم، وقد قدر إنتاج مصر من النحاس 10.000 طن على مدار 1500 عام، وما زالت المصنوعات النحاسية القديمة موجودة في عصرنا الحاضر وبحالة جيدة.

• من أكثر العصور التي ازدهرت فيها صناعة النحاس العصر البرونزي حيث تم اكتشاف العديد من السبائك المكونة من النحاس والقصدير ترجع إلى هذا العصر تم إطلاق عليها سبائك البرونز كما تم اكتشاف سبائك أخرى مكونة من النحاس والزنك أطلق عليها مسمى النحاس الأصفر.
• وقد استخدمت هذه السبائك في العديد من الصناعات، مثل صناعة الأواني المنزلية والأثاث والأسلحة، ومن استخدامات النحاس المهمة إدخالها في سك العملات حيث تم اكتشاف أقدم عملة نحاسية.
• ترجع إلى العصر الروماني كما اكتشف المصريون مركب كبريتات النحاس الذي كان يستخدمه المصريون في عملية الصباغة، كما احتل النحاس مكانة مهمة في عصرنا الحاضر حيث أصبح يستخدم في نقل الكهرباء.

دوله اخذت اسمها من معدن النحاس فما هي؟

• تعتبر جزيرة قبرص هل الدولة التي أخذت اسمها من معدن النحاس، إذ كان يطلق عليها الإغريقيين اسم كيبروس وتعني النحاس باللغة اللاتينية.

خصائص وصفات عنصر النحاس

هناك العديد من الخصائص والسمات التي تميز معدن النحاس، ومنها ما يلي:

أولاً: الخصائص الكيميائية:

• يحمل النحاس الرمز الكيميائي Cu.
• يقع النحاس في الجدول الدوري في المجموعة الحادية عشر بين العناصر الكيميائية كما يقع في الدورة الرابعة في الجدول الدوري للعناصر.
• يحمل النحاس العدد الذري 63.55.
• يصنف النحاس ضمن العناصر الانتقالية.
• يوجد للنحاس 28 نظيراٍ من المعادن الأخرى.
• يفقد النحاس بعضاً من الإلكترونيات عند تفاعله أو الماء.

ثانياً: خصائصه الفيزيائية:

• يتميز النحاس بدرجة انصهار عالية حيث تبلغ 1083.45 درجة مئوية
• تصل درجة غليانه إلى 2567 درجة مئوية.
• يظهر النحاس باللون البني المائل للحمرة: يتميز من خلال الشكل الخارجي بأنه لين مرن، كما أنه قابل للثني والسحب والطرق مما يسهل تشكيله.

أنواع ومصادر النحاس من الطبيعة

يأخذ النحاس أشكالاً متعددة وهي:

• النحاس الخام: هو النحاس الموجود بشكل منفرد في الطبيعة كما هو دون اختلاطه بمعادن أخرى.
• النحاس البورفيري: يعتبر هذا الشكل هو الأكثر انتشاراً في معظم أنحاء العالم حيث يتوزع النحاس في الصخور على شكل رواسب من الأكاسيد الناتجة عن تفاعل النحاس مع الكبريت حيث تتواجد الأكاسيد في الجزء العلوي من الصخرة، وتتواجد الكبريتات في الجزء الأسفل منها.
• رواسب النحاس الضخمة: يشترك هذا النوع في الخصائص مع النحاس البورفيري حيث يتشابه الاثنان مع وجود فرق طفيف بينهما وهو أن رواسب النحاس تكون أعلى ومدى انتشارها أقل حيث يتم تركيز النحاس في منطقة صغيرة من الصخور.
• النحاس المختلط مع معادن أخرى: إذ يوجَد النحاس بنسبة تتراوح من 4% إلى 12% مع معادن أخرى كالنيكل أو الرصاص، وعندما يتم استخراج هذه المعادن يتم الفصل بينهما للاستفادة من كل معدن على حدة.
• الصخور المضيفة المحتوية على النحاس: إذ يوجَد النحاس في الصخور المضيفة، ومن أمثلتها صخور الشيست أو الرخام السماقي.

النحاس الأزرق الخالص من أنواع النحاس؟

• إجابة هذا السؤال خاطئة، إذا أن النحاس لون أصفر وهو معدن طبيعي يتم استخراجه بطرق عديدة، ولكن النحاس الأزرق الخالص هو معدن مُعد بطريقة صناعية لتغيير لونه ومظهره، من خلال إضافة عناصر أخرى مثل الحديد أو الألمونيوم لمعدن النحاس، حتى يسير لونه أزرق خالصاً.

أماكن تواجد النحاس

يوجد النحاس بوفرة في كثير من المناطق في مختلف أنحاء العالم كما تتعدد مناطق تواجده، وقد ذكرت وكالة المسح الجيولوجي الأمريكية أن حوالي 50% من إجمالي معدن النحاس مجهول المصدر.

ويتركز النحاس بصورة عامة في المناطق التالية:

• أمريكا الجنوبية: تعتبر أمريكا الجنوبية أكبر مصدراً للنحاس من النوع البورفيري، كما يوجد فيها ما يمثل 20% من معدن النحاس مجهول المصدر، ومن أكبر الدول التي تتميز بإنتاج معدن النحاس دولتي بيرو وتشيلي.
• أمريكا الوسطى: يوجد النحاس بها بكثرة، إذ يوجد حوالي مليون طن من النحاس في منطقة بنما بالتحديد كما يتميز النحاس البورفيري بها في امتداده على شكل حزام يبدأ من دولة بنما، وينتهي في جنوب غرب المكسيك.
• شمال شرق آسيا: ويعتبر شمال شرق آسيا من المناطق التي تشتهر بإنتاج معدن النحاس حيث تحتوي على نسبة كبيرة من النحاس مجهول المصدر.
• شمال آسيا الوسطى وشبه الجزيرة الهندية الصينية: حيث تم العثور على رواسب ضخمة من معدن النحاس في هضبة التبت.
• شرق أستراليا: يوجد النحاس في شرق أستراليا بوفرة حيث يتوزع فيها رواسب النحاس العملاقة من الشكل البروفيري كما توجد فيها رواسب رخامية صغيرة منه.
• أوروبا الشرقية وجنوب غرب آسيا: إذ يتركز النحاس في أفغانستان على شكل رواسب نحاسية، بالإضافة إلى احتوائها على رواسب البروفير التي تمتد على طول رومانيا عبر تركيا وإيران.
• أوروبا الغربية: تحتوي أوروبا الغربية على كمية كبيرة من الرواسب النحاسية وتحديداً في منطقة بولندا.
• أفريقيا والشرق الأوسط: يحتوي الشرق الأوسط على كميات عملاقة من رواسب النحاس وخاصة يتم تركيزه في منطقة جمهورية الكونغو الديمقراطية وزامبيا.

أنواع النحاس

يوجد ثلاثة أنواع من النحاس، وهم:

• النحاس عالي الموصلية: يتميز هذا النوع بقدرته على التوصيل الكهربائي بنسبة عالية؛ ولذلك يتم استخدام هذا النوع في صناعة توصيل الكهرباء عن طريق الأسلاك والكابلات النحاسية التي تصنع من النحاس؛ حيث إنه مرن قابل للطرق والسحب والثني، فيسهل تشكيله على شكل أسلاك رفيعة.
• النحاس المختزل: وفيه يتم انتزاع الأكسجين منه ثم إضافة نسبة من الفسفور المنصهر أو البورون لإنتاج مادة صلبة لها أهميتها في مقاومة التآكل؛ ولذلك يتم استخدامه في تشييد المباني.
• سبائك النحاس: وهي عبارة عن سبائك لتحتوي على معدن الحديد، ويتم إضافة النحاس إلى معادن أخرى بنسب معينة مثل الزنك والقصدير والألومنيوم والنيك، مثل النحاس الأبيض الناتج عن إضافة الألمونيوم والنيكل لسبائك النحاس، حتى يصير لونها أبيض، وتدخل في عدة صناعات منها بناء السفن والأسلاك الكهربائية، وغيرها.

استخدامات النحاس

من أهم فوائد واستخدامات النحاس في حياتنا اليومية ما يلي:

• يدخل النحاس في صناعة الأسلاك الكهربائية، وذلك بسبب توصيله الجيد للكهرباء.
• يدخل في أعمال البناء حيث يتم استخدامه في صناعة القباب وتزيين الأبراج كما يدخل في صناعة مقابض الأبواب.
• يدخل في صناعة المكونات الأساسية للمواصلات؛ حيث إنه أكثر كفاءة في التوصيل الحراري والكهربائي.
• يدخل في صناعة أواني الطهي والتطبيقات الحرارية.
• يدخل في صناعة الأعمال الفنية، ومنها صناعة التماثيل.
• يدخل في صناعة الآلات الموسيقية

يحتل معدن النحاس مرتبة مهمة بين المعادن؛ نظراً لخصائصه ومميزاته العديدة، إذ يعتبر ثالث معدن يتم استخدامه والاستفادة منه على مستوى العالم.

عيوب معدن النحاس

رغم الاستخدامات العديدة التي يدخل فيها عنصر النحاس، إلا أن هناك بعض الأضرار، ومنها ما يلي:

• شديد السمية، إذ تم استخدامه بطريقة غير صحيحة.
• قابل للتآكل.
• أكثر عرضة للصدأ.
• تمتزج مع مذاق الطعام في حالة استخدامها في الأواني النحاسية.
• يحتفظ بدرجة الحرارة؛ مما يجعل عمره الافتراضي أقصر.
• استخداماته محدودة.
• تكلفته عالية للغاية.