النحاس
فلز ذو لون خاص به، بين الحمرة والبنية، أما منصهره، وصفائحه الرقاق جدا فيتميزان بلون أخضر في الضوء النافذ.
ويأتي النحاس في المجموعة الانتقالية رقم (11) من الجدول الدوري، ورقمه الذري (29)، ووزنه الذري (63.546)، ويبلغ وزنه النوعي (8.9). وينصهر النحاس عند درجة حرارة حوالي (1083) درجة مئوية، ويغلي عند درجة حرارة (2567) مئوية. هذا وتنخفض درجة انصهاره في الهواء، ويعزى أمر الانخفاض في درجة الانصهار إلى تكون أكسيد النحاسوز في المنصهر، نتيجة لاتحاد أكسجين الهواء بالنحاس المنصهر.
خصائص النحاس
النحاس قابل للطرق والسحب، ويتخلف في هذه الصفة عن الفضة والذهب فقط، ويفوق ما تبقى من الفلزات في هذه الميزة. ونظرا لجودة توصيل النحاس للكهربائية والحرارة، إضافة إلى قابليته للطرق والسحب، وكذلك اعتدال ثمنه بات النحاس أكثر العناصر شيوعا في استخدامات الآلات والمعدات على اختلاف أنواعها، وتعدد غاياتها.
تاريخ معدن النحاس
عرف الإنسان النحاس الفطري الذي يوجد في الطبيعة في قطع حمراء نقية مخلوطة بالصخور منذ أكثر من عشرة آلاف عام قبل الميلاد. وهذا النحاس يحتوي على فقاعات هوائية كثيرة ولا يصلح لصنع الأدوات منه. ولقد تغلب سكان حوض الرافدين على هذا العيب وزادوا من صلابة النحاس الفطري بالطرق عليه بالحجارة في الألف السابع قبل الميلاد. وبدأ استخدامه في الأغراض المعيشية منذ حوالي ستة آلاف عام قبل الميلاد. واعتبر هذا التاريخ بداية لعصر حضاري جديد في تاريخ البشرية.
ولقد تعلم الإنسان فن صهر الخامات قبل الألف السادسة قبل الميلاد، وشكلت بذلك الأدوات المعدنية بصب الفلز المصهور في قوالب مصنوعة من الحجر. وكان المصريون القدماء قد استخدموا النحاس في صنع أنابيب لتوصيل مياه الشرب، وأخرى لصرف المياه القذرة والفضلات من المنازل. فقد عثر الآثريون على ألف وثلاثمائة قدم من الأنابيب النحاسية في معبد هرم أبي صير (الأسرة الخامسة 2750-2625 ق.م). كما عثر على أنابيب مشابهة في آثار قصر كنوسوس بجزيرة كريت (1700-1400 ق.م.).
وبمعرفة الإنسان طرق استخلاص النحاس وغيره من الفلزات من خاماتها ظهرت حرف ومهن جديدة. وظهرت طبقة أصحاب المناجم وصهر الخامات والنحاسين. وفي عصر الحضارة الإسلامية، استخدم النحاس في صناعة العملات كما استخدم أيضا في صناعة أواني الطعام وأوعية السوائل وأدوات الزينة. ولوقت ما، استخدم النحاس على مدى واسع في طلاء قاع السفن الخشبية حتى لا تتعرض للتلف. وكذلك استخدم في صنعة اللحام لمعدن الحديد .
ويذكر البيروني من علماء القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي صفة استخدام النحاس كلحام للحديد فيقول في كتابه الجماهر: "لما كان النحاس لحام الحديد قال ذو القرنين "آتوني زبر الحديد حتى إذا ساوى بين الصدفين قال انفخوا حتى إذا جعله نارا قال ائتوني أفرغ عليه قطرا".
ويستنكر البيروني استعمال النحاس في النقود والدراهم، وأن بعض دراهم النحاس قد تساوي دراهم الفضة، فيقول إن من مكادة الدهر مساواة القطرفية دراهم الفضة في السعر، وإربائها أحيانا عليها، وليست القطرفيات مضروبة من نحاس خلط فيها.
ويشير البيروني إلى قيمة أحد خامات النحاس فيقول "وبزوريان معدن يعرف (بناوكردم) ـ وتعني قناة العقارب ـ" لما فيه من العقارب القتالة يخلص ذهبه أحيانا، ويخلط مع الناس أحيانا، وربما وجدا فيه متمايزين، لكن ذلك النحاس لا يخلو من ذهب فيه، ويخلص منه بالإحراق من كل منا دانق (0, 5 جرام) إلا أن قيمته، لما لم تفضل عن المنفعة ترك، ولم يتعرض له، ثم ليس لذلك النحاس المتروك ذهبه، مزية على غيره في شيء منه ".
ولقد ثبت حديثا أن الخام الرئيسي للنحاس هو الكبريتيد المزدوج مع الحديد. أما الخامات الأخرى فهي كبريتيد النحاسوز، وكبريتيد النحاسيك، وأكسيد النحاسيك. ومن خامات النحاس الحجر الأخضر وهو المستعمل في الزينة.
ويستخرج النحاس عرضا عند تعدين المعادن الأخرى. وهو يدخل في عدد من السبائك المفيدة، والمستعملة على نطاق واسع، وتتفاوت نسبه في هذه السبائك تفاوتا كبيرا. فالشبهان يتألف أساسا من النحاس والخارصين بنسب مختلفة تعتمد على نوع الشبهان المطلوب، والبرنجات تتألف من سبيكة نحاسية يدخل في تركيبها القصدير. وتستعمل سبائك النحاس والنيكل معا حيث يراد للسبيكة مقاومة التآكل.
استخدامات النحاس
عبر التاريخ المدون، استخدم النحاس في صناعة العملات كما استخدم أيضا في صناعة أواني الطعام وأوعية السوائل وأدوات الزينة. ولوقت ما، استخدم النحاس على مدى واسع في طلاء قاع السفن الخشبية حتى لا تتعرض للتلف.
كما استخدام النحاس بكثرة في خطوط وكابلات الكهرباء الخارجية وفي شبكات الأسلاك داخل البيوت وخيوط اللمبات والآلات الكهربائية مثل المولدات والمحركات وآلات ضبط السرعة والآلات المغناطيسية الكهربائية ومعدات الاتصال. كما استخدم أيضا في صناعة المرسبات الطباعية الكهربائية. وتستخدم كميات كبيرة من النحاس في صناعة الحرير الصناعي.
كما يستخدم النحاس أيضا في صناعة العديد من الأصباغ وفي صناعة المبيدات الحشرية والمواد المبيدة للفطريات على الرغم من أنه يستبدل بالمواد الكيميائية العضوية الاصطناعية للوفاء بهذه الأغراض.
فلز ذو لون خاص به، بين الحمرة والبنية، أما منصهره، وصفائحه الرقاق جدا فيتميزان بلون أخضر في الضوء النافذ.
ويأتي النحاس في المجموعة الانتقالية رقم (11) من الجدول الدوري، ورقمه الذري (29)، ووزنه الذري (63.546)، ويبلغ وزنه النوعي (8.9). وينصهر النحاس عند درجة حرارة حوالي (1083) درجة مئوية، ويغلي عند درجة حرارة (2567) مئوية. هذا وتنخفض درجة انصهاره في الهواء، ويعزى أمر الانخفاض في درجة الانصهار إلى تكون أكسيد النحاسوز في المنصهر، نتيجة لاتحاد أكسجين الهواء بالنحاس المنصهر.
خصائص النحاس
النحاس قابل للطرق والسحب، ويتخلف في هذه الصفة عن الفضة والذهب فقط، ويفوق ما تبقى من الفلزات في هذه الميزة. ونظرا لجودة توصيل النحاس للكهربائية والحرارة، إضافة إلى قابليته للطرق والسحب، وكذلك اعتدال ثمنه بات النحاس أكثر العناصر شيوعا في استخدامات الآلات والمعدات على اختلاف أنواعها، وتعدد غاياتها.
تاريخ معدن النحاس
عرف الإنسان النحاس الفطري الذي يوجد في الطبيعة في قطع حمراء نقية مخلوطة بالصخور منذ أكثر من عشرة آلاف عام قبل الميلاد. وهذا النحاس يحتوي على فقاعات هوائية كثيرة ولا يصلح لصنع الأدوات منه. ولقد تغلب سكان حوض الرافدين على هذا العيب وزادوا من صلابة النحاس الفطري بالطرق عليه بالحجارة في الألف السابع قبل الميلاد. وبدأ استخدامه في الأغراض المعيشية منذ حوالي ستة آلاف عام قبل الميلاد. واعتبر هذا التاريخ بداية لعصر حضاري جديد في تاريخ البشرية.
ولقد تعلم الإنسان فن صهر الخامات قبل الألف السادسة قبل الميلاد، وشكلت بذلك الأدوات المعدنية بصب الفلز المصهور في قوالب مصنوعة من الحجر. وكان المصريون القدماء قد استخدموا النحاس في صنع أنابيب لتوصيل مياه الشرب، وأخرى لصرف المياه القذرة والفضلات من المنازل. فقد عثر الآثريون على ألف وثلاثمائة قدم من الأنابيب النحاسية في معبد هرم أبي صير (الأسرة الخامسة 2750-2625 ق.م). كما عثر على أنابيب مشابهة في آثار قصر كنوسوس بجزيرة كريت (1700-1400 ق.م.).
وبمعرفة الإنسان طرق استخلاص النحاس وغيره من الفلزات من خاماتها ظهرت حرف ومهن جديدة. وظهرت طبقة أصحاب المناجم وصهر الخامات والنحاسين. وفي عصر الحضارة الإسلامية، استخدم النحاس في صناعة العملات كما استخدم أيضا في صناعة أواني الطعام وأوعية السوائل وأدوات الزينة. ولوقت ما، استخدم النحاس على مدى واسع في طلاء قاع السفن الخشبية حتى لا تتعرض للتلف. وكذلك استخدم في صنعة اللحام لمعدن الحديد .
ويذكر البيروني من علماء القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي صفة استخدام النحاس كلحام للحديد فيقول في كتابه الجماهر: "لما كان النحاس لحام الحديد قال ذو القرنين "آتوني زبر الحديد حتى إذا ساوى بين الصدفين قال انفخوا حتى إذا جعله نارا قال ائتوني أفرغ عليه قطرا".
ويستنكر البيروني استعمال النحاس في النقود والدراهم، وأن بعض دراهم النحاس قد تساوي دراهم الفضة، فيقول إن من مكادة الدهر مساواة القطرفية دراهم الفضة في السعر، وإربائها أحيانا عليها، وليست القطرفيات مضروبة من نحاس خلط فيها.
ويشير البيروني إلى قيمة أحد خامات النحاس فيقول "وبزوريان معدن يعرف (بناوكردم) ـ وتعني قناة العقارب ـ" لما فيه من العقارب القتالة يخلص ذهبه أحيانا، ويخلط مع الناس أحيانا، وربما وجدا فيه متمايزين، لكن ذلك النحاس لا يخلو من ذهب فيه، ويخلص منه بالإحراق من كل منا دانق (0, 5 جرام) إلا أن قيمته، لما لم تفضل عن المنفعة ترك، ولم يتعرض له، ثم ليس لذلك النحاس المتروك ذهبه، مزية على غيره في شيء منه ".
ولقد ثبت حديثا أن الخام الرئيسي للنحاس هو الكبريتيد المزدوج مع الحديد. أما الخامات الأخرى فهي كبريتيد النحاسوز، وكبريتيد النحاسيك، وأكسيد النحاسيك. ومن خامات النحاس الحجر الأخضر وهو المستعمل في الزينة.
ويستخرج النحاس عرضا عند تعدين المعادن الأخرى. وهو يدخل في عدد من السبائك المفيدة، والمستعملة على نطاق واسع، وتتفاوت نسبه في هذه السبائك تفاوتا كبيرا. فالشبهان يتألف أساسا من النحاس والخارصين بنسب مختلفة تعتمد على نوع الشبهان المطلوب، والبرنجات تتألف من سبيكة نحاسية يدخل في تركيبها القصدير. وتستعمل سبائك النحاس والنيكل معا حيث يراد للسبيكة مقاومة التآكل.
استخدامات النحاس
عبر التاريخ المدون، استخدم النحاس في صناعة العملات كما استخدم أيضا في صناعة أواني الطعام وأوعية السوائل وأدوات الزينة. ولوقت ما، استخدم النحاس على مدى واسع في طلاء قاع السفن الخشبية حتى لا تتعرض للتلف.
كما استخدام النحاس بكثرة في خطوط وكابلات الكهرباء الخارجية وفي شبكات الأسلاك داخل البيوت وخيوط اللمبات والآلات الكهربائية مثل المولدات والمحركات وآلات ضبط السرعة والآلات المغناطيسية الكهربائية ومعدات الاتصال. كما استخدم أيضا في صناعة المرسبات الطباعية الكهربائية. وتستخدم كميات كبيرة من النحاس في صناعة الحرير الصناعي.
كما يستخدم النحاس أيضا في صناعة العديد من الأصباغ وفي صناعة المبيدات الحشرية والمواد المبيدة للفطريات على الرغم من أنه يستبدل بالمواد الكيميائية العضوية الاصطناعية للوفاء بهذه الأغراض.
