ما هو الفرق بين عنصري الذهب والنحاس؟

اقرأ في هذا المقال


ما هو المعدن؟

يمكننا أن نقوم بتعريف المعدن على أنه عبارة عن مادة كيميائية تتوفر على سطح الأرض بشكل طبيعي، كما وتوجد عادةً على شكل مواد صلبة عند توافر درجات الحرارة والضغط القياسيين، حيث أن المعادن تمتلك تركيب كيميائي محدد، كما وأنها تعمل على ترتيب ذراتها على شكل بلورات، حيث تعد المعادن عبارة عن مواد غير عضوية، كما أنها تتواجد بشكل طبيعي في الطبيعة، دون أي تدخلات من قبل الإنسان بها، مثل معدني النحاس والذهب.

مقدمة في الذهب والنحاس:

قبل أن نقوم بالتحدث عن الفروقات بين الذهبوالنحاس، فإنه لا بد لنا من الحديث عن الصفات الرئيسة لكل من الذهب والنحاس، حيث أنه هناك عدد من الصفات والخصائص المختلفة، والتي جعلت للذهب قيمة استثنائية عبر التاريخ إلى يومنا هذا.

  • تم اكتشاف عنصر الذهب بواسطة الشرق الأوسط في عام 2500 قبل الميلاد في مكان غير معروف، كما واشتق الذهب اسمه من كلمة إنجليزية (أوروم باللاتينية).
  • وحيث إن الذهب عنصر كيميائي، تميز بأنه قام بجذب اهتمام الناس عبر السنين؛ وذلك بسبب لمعانه الواضح ولونه الأصفر اللامع والمتميز، ووجوده في الطبيعة بشكل نقي نوعا ما، ولا ننسى قابليته الجيدة للسحب والطرق، حيث أنه يمكننا طرق قرابة 28 غرامًا من الذهب لعمل ورقة ذهبية تقوم بتغطية مساحة مقدارها 17 مترًا مربعًا، كما أن الذهب يعد من أكثر المعادن كثافة، وهناك خاصية المتانة الشديدة التي يمتاز بها الذهب، ويعرف عن الذهب أنه يعد موصل جيد للحرارة والكهرباء، وما يميز الذهب أيضا صعوبة تآكله، فلقد تم الحفاظ على مصنوعات الفراعنة الذهبية في مصر عبر آلاف السنين دون أي تآكل أو تغيير فيها.
  • تم اكتشاف عنصر النحاس في الشرق الأوسط عام 8000 قبل الميلاد في مكان غير معروف، كما واشتق النحاس اسمه من الكلمة الإنجليزية (اللاتينية cuprum).
  • أما بالنسبة للنحاس فهو عبارة عن عنصر كيميائي شديد التحمل، ويعد موصل جيد للحرارة والكهرباء، حيث أنه من الممكن العثور عليه في الحالة المعدنية الصلبة في الطبيعة، ولقد تم استخدم النحاس الأصلي لأول مرة عندما تم استعماله كبديل للحجر في العصر الحجري الحديث، وكما أنه يمكننا العثور على النحاس في اللافا البازلتية، حُرًا أو في شكل مركباته المختلفة والتي تحتوي على: الكبريتيدات والكلوريدات والكربونات ومركباته مع الزرنيخ.
  • وفي وقتنا الحالي فإنه يتم إنتاج النحاس تجاريًا عن طريق عمليات الصهر أو عمليات الترشيح، وذلك باستخدام محاليل الكبريتات، كما أنه يتم استخدام النحاس المنتج في العالم في الصناعات المختلفة، وتكون غالبا في الصناعات الكهربائية بشكلٍ كبير، وما يتبقى منه يتم القيام بجمعه مع المعادن الأخرى ليتم تشكيل السبائك.

والآن سننتقل إلى الفروقات بين عنصري الذهب والنحاس:

من أين تأتي الفروقات بين الذهب والنحاس؟

يتم المقارنة بين النحاس والذهب على أساس خصائصهما وصفاتهما وحقائق الجدول الدوري، تم المقارنة بين العناصر بشكل عام في أكثر من 90 خاصية مختلفة، حيث أنه تظهر جميع عناصر الفئات المتشابهة الكثير والعديد من أوجه التشابه والاختلاف في خصائصها الكيميائية والذرية والفيزيائية واستخدامات كل منها.

يجب علينا معرفة أوجه التشابه والاختلاف هذه أثناء دراستنا لعناصر الجدول الدوري، يمكننا دراسة المقارنة التفصيلية بين النحاس والذهب، كما ويمكننا المقارنة بين النحاس Cu مقابل الذهب Au على أكثر من 90 خاصية مثل: خاصية الكهربية أو الكهروسلبية وحالة الأكسدة والمعروفة بعدد التأكسد والأعداد الذرية والهيكل المداري والألفة الإلكترونية والحالات الفيزيائية والموصلية الكهربائية وغيرها الكثير والعديد من الخواص الأخرى.

ما الفرق بين الذهب والنحاس؟

  • أولا الفرق من خلال حقائق عن الذهب والنحاس:
الخاصيةالنحاسالذهب
الرمز الكيميائيCuAu
العدد الذري2979
الكتلة الذرية63.546196.96655
الحالة الفيزيائيةصلبصلب
اللوننحاسيذهبي
التصنيفعنصر انتقاليعنصر انتقالي
رقم المجموعة في الجدول الدوري1111
اسم المجموعةمجموعة النحاسمجموعة النحاس
رقم الدورة في الجدول الدوري46
تحت أي كتلة في الجدول الدوريd-Blockd-Block
التوزيع الإلكتروني[Ar] 3d10 4s1[Xe] 4f14 5d10 6s1
درجة الانصهار1084.62 سلسيوس1064.18 سلسيوس
درجة الغليان2927 سلسيوس2856 سلسيوس
توزيع الإلكترونات في الافلاك2, 8, 18, 12, 8, 18, 32, 18, 1
رقم CASCAS7440-50-8CAS7440-57-5
  • ثانيا الفرق من خلال الوجود والوفرة في الطبيعة ومن حولنا:

مكان التواجدالنحاسالذهب
الوجود في العالم6× 10-6%6× 10-8%
الوجود في الشمس7E-071× 10-7%
الوفرة في النيازك0.000111.7e-07
الوفرة في القشرة الأرضية6.8E-053.1×10-7%
الوفرة في المحيطات3×10-7%5×10-9%
الوفرة في البشر1e-061e-07
  • ثالثا الفرق من خلال التركيب البلوري والتركيب الذري:

النحاسالذهب
نصف القطر الذري145 بيكرومتر174 بيكرومتر
الحجم الذري7.1239910313901 سم310.205520725389 سم3
نصف القطر التساهمي138 بيكرومتر144 بيكرومتر
نصف قطر فان دير فالس140 بيكرومتر166 بيكرومتر
المقطع العرضي للنيوترون3.7898.7
ثابت شعرية361.49, 361.49, 361.49 بيكرومتر407.82, 407.82, 407.82 بيكرومتر
زاوية شعريةΠ/2, Π/2, Π/2Π/2, Π/2, Π/2
اسم مجموعة الفضاءFm_ 3mFm_ 3m
رقم مجموعة الفضاء225225
هيكل بلوريمكعب متمركز في الوجهمكعب متمركز في الوجه
اختصار اسم الهيكل البلوريFCCFCC
  • رابعا الفروقات من حيث  النظائر – الخواص النووية:

الاسمالنحاسالذهب
النظائرنظائر طبيعية مستقرة
63-Cu، 65-Cu
نظائر طبيعية مستقرة
197-Au
  • خامسا الفروقات من ناحية الخواص الكيميائية طاقات التأين والألفة الإلكترونية:

النحاسالذهب
التكافؤ25
الكهروسلبية1.92.54
الألفة الإلكترونية118.4 كيلو جول لكل مول222.8 كيلو جول لكل مول
طاقات التأين745.5, 1957.9, 3555, 5536, 7.7×103, 9.9×103, 1.34×104, 1.6×104, 1.92×104, 2.24×104, 2.56×104, 3.56×104, 3.87×104, 4.2×104, 4.67×104, 5.02×104, 5.37×104, 6.11×104, 64702, 1.637×105, 1.741×105 كيلو جول لكل مول890.1, 1980 كيلو جول لكل مول
  • سادسا الفروقات من ناحية الخصائص الفيزيائية:

الخاصيةالنحاسالذهب
كثافة8.92 غرام لكل سم319.3 غرام لكل سم3
الحجم المولي7.123991031390110.205520725389
معامل يونغ130 GPa (تعني المعدل التراكمي)78 GPa
معامل القص48 GPa27 GPa
معامل الحجم140 GPa220 GPa
تركيز السم0.340.44
صلابة موس3 ميجاباسكال2.5 ميجاباسكال
صلابة فيكرز369 ميجاباسكال216 ميجاباسكال
صلابة برينل874 ميجاباسكال2450 ميجاباسكال

المصدر: Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity Subsequent Edition by James E. Huheey (Author), Ellen A. Keiter (Author), Richard L. Keiter (Author).INORGANIC CHEMISTRYCATHERINE E. HOUSECROFT AND ALAN G. SHARPE, FOURTH EDITION.‘Basic Inorganic Chemistry’ ‘Inorganic Chemistry’, by Miessler, Fischer, and Tarr, 5th Edition, Pearson, 2014.Inorganic Chemistry’, by Shriver, Weller, Overton, Rourke, Armstrong, 6th Edition, Oxford University Press,2014.


شارك المقالة: