נחושת

שגיאות פרמטריות בתבנית:יסוד כימי
פרמטרים ריקים [ 1 ] לא מופיעים בהגדרת התבנית

נחושת

אבץ - נחושת - ניקל
Cu Ag       29 Cu                                                                                                                                                                                                                                                                                           הטבלה המחזורית
נתונים בסיסיים
מספר אטומי	29
סמל כימי	Cu
סדרה כימית	מתכות מעבר
מראה
נחושת, מתכתי
תכונות אטומיות
משקל אטומי	63.546 u
רדיוס ואן דר ואלס	140 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה	2, 8, 18, 1
דרגות חמצון	1, 3, 2, 4
תכונות פיזיקליות
צפיפות	8920 kg/m3
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק
נקודת רתיחה	2840.15K (2,567°C)
נקודת התכה	1357.55K (1,084.4°C)
לחץ אדים	0.0505Pa ב-1358K
מהירות הקול	3570 מטר לשנייה ב-293.15K
שונות
אלקטרושליליות	1.9
קיבול חום סגולי	380 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית	59.6 106/m·Ω
מוליכות חום	401 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה	745.5 kJ/mol
אנרגיית יינון שנייה	1957.9 kJ/mol
אנרגיית יינון שלישית	3555 kJ/mol
אנרגיית יינון רביעית	5536 kJ/mol
היסטוריה
תאריך גילוי	האלף ה־7 לפנה״ס?
נקרא על שם	קפריסין

נחושת (לטינית: Cuprum) היא יסוד כימי מתכתי שסמלו הכימי Cu ומספרו האטומי 29.

במקרא מוזכרת גם בצורת המשנֶה נְחוּשָׁה. במכתבי אל עמארנה: nuhִustum; בכנענית: נחשת; בארמית: נְחָשׁ, נְחָשָׁא ובערבית: נֻחַאשׂ (نُحَاس).

נחושת היא מינרל קורט חשוב בגוף האדם.

תכונות

הנחושת היא מתכת אדומה כתומה זוהרת בעלת מוליכות חום מוליכות חשמלית גבוהה והתנגדות נמוכה. נחושת היא יסוד כימי מתכתי, רכיב הנמצא בטבלה המחזורית בין ניקל, אבץ, כסף וזהב. נחושת שייכת למתכות ה-אל-ברזלית, היא אחת מהמתכות הנמצאות בשימוש נרחב מאוד בחיינו. הנחושת היא מתכת אצילה למחצה, מצטיינת בפעילות כימית נמוכה. הנחושת עמידה בפני השפעות האטמוספירה. חשיפה ממושכת לאוויר רטוב גורמת להיווצרות שיכבה ירקרקה של קרבונטים (פטינה) המגנה על המתכת. נחושת מופיעה בצורתה הטבעית בשני אופנים: הסוג הראשון הוא עופרה – מחצב בתוך סלע והוא נפוץ מאוד; הסוג השני נמצא על פני הקרקע והוא מאוד נדיר.

שימושים

בשל המוליכות החשמלית היא משמשת ליצור כבלי חשמל, מנועים, מעגלים מודפסים ואלקטרומגנטים.

ובשל מוליכות החום שלה נעשה בה שימוש בפתרונות קירור למיניהם בתעשיית המחשבים והאלקטרוניקה.

נחושת היא חומר גלם בפיסול (פסל החירות לדוגמה מכיל 81.3 טון נחושת), וכן בעשיית כלי נשיפה.

מטילי נחושת משמשים לייצור סגסוגות מתכת אל ברזיליות (alloyed), כגון: פליז או ברונזה.

בעבר שימשה הנחושת את האדם בעיקר להכנת כלים ואבזרי קישוט, אך גם כיום ישנם מטבעות, כלים, חלקי ריהוט, וגם צינורות העשויים מנחושת.

היסטוריה

כבר יותר מ 10,000 שנים, הנחושת הינה מתכת פופולארית ושימשה ליישומים רבים, החל בתכשיטים וכלה בצינורות וכבלי חשמל. בסביבות 3000 לפני הספירה, התגלו עופרות נחושת בקפריסין. הרומאים, אחרי שכבשו את האי נתנו לאי את שמו, קפריסין על שמה של המתכת האדומה: Cyprium קופרום. מלבד קפריסין, מרכזי תפוקה נוספים של נחושת בתקופות קדומות, היו גם הרמה האיראנית, הרי אדום ואזור הערבה וסיני בארץ ישראל. כיום מפיקים את מרבית הנחושת בארצות הברית, בצ'ילי ובקנדה. בישראל נכרו מחצבי נחושת והופקה נחושת נקייה במכרות תמנע אשר ליד העיר אילת. כריית נחושת מסחרית, פעלה בתמנע משנת 1959 והופסקה ב-1984.

• תליון נחושת משנת 8700 לפנה"ס נמצא באזור צפון עיראק של היום.
• ישנן עדויות לטיהור נחושת מתחמוצות נחושת (מלכיט לדוגמה) מלפני 7,000 שנים. לשם השוואה, בזהב החלו להשתמש, ככל הנראה, בשנת 4000 לפנה"ס.

  

  מטיל נחושת שנמצא בכרתים

• במערת המטמון בנחל משמר, שבמדבר יהודה, נמצא ב-1961 מטמון ("מטמון נחל משמר") ובו 429 כלי נחושת ברמת גימור גבוהה שנוצרו לפני כ-6000 שנים. זה האוסף הגדול ביותר של חפצים עתיקים מנחושת שנתגלה במזרח התיכון.

  

  מספר כלי נחושת ממטמון נחל משמר - בני 6000 שנה

• השומרים השתמשו בנחושת והכינו ממנה חפצים ב-3000 לפנה"ס.
• גם המצרים הכינו באותה תקופה חפצים מנחושת ומסגסוגת נחושת ובדיל. באחת הפירמידות נמצאה צנרת מנחושת בת 5,000 שנים. המצרים גילו שהוספת כמות קטנה של בדיל לנחושת מקלה על מלאכת החישול. סגסוגות ארד נמצאו במצרים כמעט באותה תקופה שבה נמצאה נחושת.
• בסין החלו להשתמש בנחושת בשנת 2,000 לפנה"ס ועד שנת 1,200 לפנה"ס יוצר בסין ארד באיכות גבוהה.
• באירופה התגלה אדם שהשתמר בקרח משנת 3,200 לפנה"ס ועליו נמצא גרזן עם חוד נחושת (99.7% טהור). רמות גבוהות של ארסן בשערו מצביעות על מעורבותו בייצור הנחושת.
• השימוש בארד (שנקרא גם ברונזה) חלחל לכמה שורשי תרבויות בעצמה רבה והוא
  מקור השם ל"תקופת הברונזה".
• בספר במדבר מסופר על נחש הנחושת שיצר משה על מנת להפסיק הרג בעם בעקבות מכת נחשים.
• היוונים והרומאים השתמשו רבות בפליז, סגסוגת של אבץ ונחושת.
• נחושת נקשרה לאלה היוונית אפרודיטה במיתולוגיה היוונית.
• באלכימיה, סמל הנחושת זהה לסמל כוכב הלכת נוגה (ונוס) ושל המין הנשי. הקשר של ונוס (ובעקבותיה המין הנשי כולו) לנחושת נוצר משום שלפי המיתולוגיה נולדה ונוס מקצף הגלים לחוף קפריסין, והאי היה מזוהה עם האלה. קפריסין היה מקור עיקרי לעפרות נחושת בתקופה ההלניסטית. המתכת אף העניקה לאי את שמו, שכן נחושת היא Cuprum בלטינית. כך, למשל, נותן קיניריס, מלכה האגדי של קפריסין, למלך היוונים אגממנון את שריון הנחושת "מגן גיבורים עוטר לאדם ועשוי לתפארה" בצאתו למלחמת טרויה:

ואגממנון הריע בקולו ויצו לארגאים
כי יתאזרו; וילבש גם הוא כלי הנחושת הנוצצה..
אחרי כן בא ועיטר סביב לחזה השריון
אשר נתן לו קיניריס תשורה של אורחים

— הומרוס, איליאדה: שיר 11 שורות 15-20, תרגום שאול טשרניחובסקי

.

נחושת טבעית

תרכובות

בנחושת ישנן שתי דרגות חמצון נפוצות - 2+ ו-1+. הצורה היציבה והנפוצה יותר מבין השתיים היא 2+, שיוצרת מלחים פרה-מגנטיים (תשעה אלקטרונים בקליפה 3d) בצבע כחול או כחול-ירוק. תרכובות נחושת בדרגת החמצון 1+ הן דיאמגנטיות (קליפה d מלאה- כל האלקטרונים מזווגים) וחסרות צבע. בתנאים מיוחדים קיימת גם דרגת החמצון 3+.

נחושת פחמתית (CuCO₃) היא מלח ירקרק, המופיע לעתים קרובות על ציפויי נחושת בכלים וחפצים אחרים. נחושת גופרתית (CuSO₄) היא מלח כחול שמשתמשים בו לעתים קרובות במעבדות כקוטל פטריות.

CuSO₄ · 5H₂O

ישנן שתי תחמוצות נחושת יציבות - CuO ו-Cu₂O. תחמוצות אלו מהוות חומר התחלתי בייצור YBa₂Cu₃O₇-δ שהוא חומר בסיס בייצור מוליכי-על.

תפקיד ביולוגי

הנחושת מופיעה בכל^{[דרוש מקור]} היצורים החיים, והיא חיונית לחיים. אטומי נחושת מופיעים במרכזם של אנזימים וחלבונים אחרים בעלי חשיבות עליונה: ציטוכרום C אוקסידאז (קולט האלקטרונים הסופי בתהליך הנשימה התאית), המוציאנין (החלבון נושא החמצן השכיח ביותר באורגניזמים, אחרי המוגלובין. משמש לנשיאת חמצן ברכיכות ובכמה סוגי סרטנים), סופראוקסיד דיסמוטאז (SOD, משמש לביטול השפעת הרעלים בתהליך הנשימה התאית; ראו ערך אנארובי לפרטים נוספים) ועוד.

השפעות בריאותיות

מנה של 30 מילי-גרם נחושת לכל קילוגרם ממשקל הגוף עלולה להיות קטלנית לבני אדם. הרמה הבטוחה של נחושת במי שתייה נעה בין 1.5-2 מיליגרם לליטר.

מחלת וילסון היא מחלה תורשתית שגורמת לגוף לצבור נחושת. אם החולה אינו מקבל טיפול, עלול להיגרם נזק לכבד ולמוח. בנוסף לכך, מחקרים מצאו קשר בין מחלות נפש כמו סכיזופרניה לבין רמות גבוהות של נחושת בגוף. לא ידוע עדיין אם הנחושת היא זו שגורמת למחלת הנפש, או שהמחלה היא זו שגורמת לגוף לצבור נחושת או שיש גורם אחר הגורם לגוף לצבור נחושת ואותו הגורם שגורם לגוף לצבור נחושת גורם גם למחלת הנפש.

נחושת בישראל

מכרות הנחושת בתמנע - 1980

בישראל התגלו מרבצי נחושת באזור תמנע, לא רחוק מקיבוץ יטבתה שבערבה. האזור נקרא "מכרות תמנע". ב-1951 הוקמה חברת מכרות נחושת תמנע והכרייה המסחרית החלה ב-1959. במכרה הועסקו כ-1,200 עובדים תושבי אילת. הכרייה הופסקה ב-1983 בגלל צניחת מחירי הנחושת בעולם וחודשה על ידי חברה מקסיקנית. מאז חידוש נהרגו במכרה מיכאל גלי וחיים ברמן.

איזוטופים של נחושת

סמל	Z(p)	N (n)	מסה איזוטופית (u)	זמן מחצית חיים	ספין גרעיני	שכיחות האיזוטופ (כשבר מולרי מהיסוד)	טווח השינוי הטבעי (כשבר מולרי מהיסוד)
	התרגשות אנרגטית
52Cu	29	23	51.99718(28)#		(3+)#
53Cu	29	24	52.98555(28)#	<300 ns	(3/2-)#
54Cu	29	25	53.97671(23)#	<75 ns	(3+)#
55Cu	29	26	54.96605(32)#	40# ms [>200 ns]	3/2-#
56Cu	29	27	55.95856(15)#	93(3) ms	(4+)
57Cu	29	28	56.949211(17)	196.3(7) ms	3/2-
58Cu	29	29	57.9445385(17)	3.204(7) s	1+
59Cu	29	30	58.9394980(8)	81.5(5) s	3/2-
60Cu	29	31	59.9373650(18)	23.7(4) min	2+
61Cu	29	32	60.9334578(11)	3.333(5) h	3/2-
62Cu	29	33	61.932584(4)	9.673(8) min	1+
63Cu	29	34	62.9295975(6)	יציב	3/2-	0.6915(15)	0.68983-0.69338
64Cu	29	35	63.9297642(6)	12.700(2) h	1+
65Cu	29	36	64.9277895(7)	יציב	3/2-	0.3085(15)	0.30662-0.31017
66Cu	29	37	65.9288688(7)	5.120(14) min	1+
67Cu	29	38	66.9277303(13)	61.83(12) h	3/2-
68Cu	29	39	67.9296109(17)	31.1(15) s	1+
68mCu	721.6(7) keV			3.75(5) min	(6-)
69Cu	29	40	68.9294293(15)	2.85(15) min	3/2-
69mCu	2741.8(10) keV			360(30) ns	(13/2+)
70Cu	29	41	69.9323923(17)	44.5(2) s	(6-)
70m1Cu	101.1(3) keV			33(2) s	(3-)
70m2Cu	242.6(5) keV			6.6(2) s	1+
71Cu	29	42	70.9326768(16)	19.4(14) s	(3/2-)
71mCu	2756(10) keV			271(13) ns	(19/2-)
72Cu	29	43	71.9358203(15)	6.6(1) s	(1+)
72mCu	270(3) keV			1.76(3) µs	(4-)
73Cu	29	44	72.936675(4)	4.2(3) s	(3/2-)
74Cu	29	45	73.939875(7)	1.594(10) s	(1+,3+)
75Cu	29	46	74.94190(105)	1.224(3) s	(3/2-)#
76Cu	29	47	75.945275(7)	641(6) ms	(3,5)
76mCu	0(200)# keV			1.27(30) s	(1,3)
77Cu	29	48	76.94785(43)#	469(8) ms	3/2-#
78Cu	29	49	77.95196(43)#	342(11) ms
79Cu	29	50	78.95456(54)#	188(25) ms	3/2-#
80Cu	29	51	79.96087(64)#	100# ms [>300 ns]

קישורים חיצוניים

• נחושת ב-Webelements (באנגלית)
• דוידסון אונליין - שאל את המומחה: מה דומה ושונה בין נחושת וברזל?
• סרט של ה- BBC על הפקת נחושת בזמביה ע"י תאגיד הענק השוויצרי גלנקור