"ما هو المعدن؟
مقدمة في الذهب والنحاس:
من أين تأتي الفروقات بين الذهب والنحاس؟
ما الفرق بين الذهب والنحاس؟
ثانيا الفرق من خلال الوجود والوفرة في الطبيعة ومن حولنا:
ثالثا الفرق من خلال التركيب البلوري والتركيب الذري:
رابعا الفروقات من حيث  النظائر – الخواص النووية:
خامسا الفروقات من ناحية الخواص الكيميائية طاقات التأين والألفة الإلكترونية:
سادسا الفروقات من ناحية الخصائص الفيزيائية:
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 الذهب والنحاس، 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:

 

الخاصية النحاس الذهب
الرمز الكيميائي Cu Au
العدد الذري 29 79
الكتلة الذرية 63.546 196.96655
الحالة الفيزيائية صلب صلب
اللون نحاسي ذهبي
التصنيف عنصر انتقالي عنصر انتقالي
رقم المجموعة في الجدول الدوري 11 11
اسم المجموعة مجموعة النحاس مجموعة النحاس
رقم الدورة في الجدول الدوري 4 6
تحت أي كتلة في الجدول الدوري d-Block d-Block
التوزيع الإلكتروني [Ar] 3d10 4s1 [Xe] 4f14 5d10 6s1
درجة الانصهار 1084.62 سلسيوس 1064.18 سلسيوس
درجة الغليان 2927 سلسيوس 2856 سلسيوس
توزيع الإلكترونات في الافلاك 2, 8, 18, 1 2, 8, 18, 32, 18, 1
رقم CAS CAS7440-50-8 CAS7440-57-5

 

 

ثانيا الفرق من خلال الوجود والوفرة في الطبيعة ومن حولنا:

 

مكان التواجد النحاس الذهب
الوجود في العالم 6× 10-6% 6× 10-8%
الوجود في الشمس 7E-07 1× 10-7%
الوفرة في النيازك 0.00011 1.7e-07
الوفرة في القشرة الأرضية 6.8E-05 3.1×10-7%
الوفرة في المحيطات 3×10-7% 5×10-9%
الوفرة في البشر 1e-06 1e-07

 

 

ثالثا الفرق من خلال التركيب البلوري والتركيب الذري:

 

النحاس الذهب
نصف القطر الذري 145 بيكرومتر 174 بيكرومتر
الحجم الذري 7.1239910313901 سم3 10.205520725389 سم3
نصف القطر التساهمي 138 بيكرومتر 144 بيكرومتر
نصف قطر فان دير فالس 140 بيكرومتر 166 بيكرومتر
المقطع العرضي للنيوترون 3.78 98.7
ثابت شعرية 361.49, 361.49, 361.49 بيكرومتر 407.82, 407.82, 407.82 بيكرومتر
زاوية شعرية ?/2, ?/2, ?/2 ?/2, ?/2, ?/2
اسم مجموعة الفضاء Fm_ 3m Fm_ 3m
رقم مجموعة الفضاء 225 225
هيكل بلوري مكعب متمركز في الوجه مكعب متمركز في الوجه
اختصار اسم الهيكل البلوري FCC FCC

 

 

رابعا الفروقات من حيث  النظائر – الخواص النووية:

 

الاسم النحاس الذهب
النظائر نظائر طبيعية مستقرة
63-Cu، 65-Cu نظائر طبيعية مستقرة
197-Au

 

 

خامسا الفروقات من ناحية الخواص الكيميائية طاقات التأين والألفة الإلكترونية:

 

النحاس الذهب
التكافؤ 2 5
الكهروسلبية 1.9 2.54
الألفة الإلكترونية 118.4 كيلو جول لكل مول 222.8 كيلو جول لكل مول
طاقات التأين 745.5, 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 مول 890.1, 1980 كيلو جول لكل مول

 

 

سادسا الفروقات من ناحية الخصائص الفيزيائية:

 

الخاصية النحاس الذهب
كثافة 8.92 غرام لكل سم3 19.3 غرام لكل سم3
الحجم المولي 7.1239910313901 10.205520725389
معامل يونغ 130 GPa (تعني المعدل التراكمي) 78 GPa
معامل القص 48 GPa 27 GPa
معامل الحجم 140 GPa 220 GPa
تركيز السم 0.34 0.44
صلابة موس 3 ميجاباسكال 2.5 ميجاباسكال
صلابة فيكرز 369 ميجاباسكال 216 ميجاباسكال
صلابة برينل 874 ميجاباسكال 2450 ميجاباسكال

 

 

"