נחושת

קטעים בערך הזה מבוססים על ערכים מקבילים בוויקיפדיה העברית

בצר נחושת

נחושת (לטינית: Cuprum) הוא יסוד כימי מתכתי שסמלו הכימי Cu ומספרו האטומי29.

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

תכונות

הנחושת היא מתכת מבריקה בצבע אדום-כתום, בעלת מוליכות חום ומוליכות חשמלית גבוהה. היא נמצאת בטבלה המחזורית בין ניקל ואבץ, ובאותה עמודה עם כסף וזהב. הנחושת היא מתכת אצילה למחצה, מצטיינת בפעילות כימית נמוכה, ועמידה בפני השפעות האטמוספירה. חשיפה ממושכת לאוויר רטוב גורמת להיווצרות שיכבה ירקרקה של קרבונטים (פטינה) המגנה על המתכת. נחושת מופיעה בטבע בעיקר כעפרה (תרכובת, בדרך כלל עם גפרית) ובמקרים נדירים כמתכת טהורה.

שימושים

נחושת היא אחת מהמתכות הנמצאות בשימוש נרחב מאוד של האנושות. השימוש העיקרי של נחושת החל מסוף המאה ה-19 הוא ליצור מוליכי חשמל, המשמשים לייצור כבלי הולכת חשמל, מנועים, שנאים, אלקטרומגנטים ומעגלים מודפסים, בשל המוליכות החשמלית הגבוהה שלה (המתכת היחידה שלה מוליכות גבוהה מעט יותר היא כסף, שמחירה גבוה בהרבה).

כמו כן, בשל מוליכות החום הגבוהה שלה נעשה בה שימוש בפתרונות קירור בתעשיית המחשבים והאלקטרוניקה.

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

נחושת משמשת לייצור סגסוגות מתכת, כגון פליז וארד (ברונזה).

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

היסטוריה

קיימים ממצאים המעידים על שימוש אנושי בנחושת מעל 10,000 שנה.

ידוע על גילוי עפרות נחושת בקפריסין בסביבות 3000 לפנה"ס. הרומאים, אחרי שכבשו את האי, כינו את המתכת Cyprium (מתכת קפריסין), ושם זה קוצר בהמשך ל-Cuprum. מרכזי הפקה ידועים נוספים של נחושת בתקופות קדומות, מלבד קפריסין, היו גם הרמה האיראנית, הרי אדום ואזור הערבה וסיני בארץ ישראל.

השומרים השתמשו בנחושת והכינו ממנה חפצים בסביבות 3000 לפנה"ס. גם המצרים הכינו באותה תקופה חפצים מנחושת. באחת הפירמידות נמצאה צנרת מנחושת בת כ-5,000 שנים.

השימוש בארד (סגסוגת של נחושת ובדיל, הקרויה גם ברונזה) החל כנראה במצרים. המצרים גילו שהוספת כמות קטנה של בדיל לנחושת מקלה על מלאכת החישול. סגסוגות ארד נמצאו במצרים כמעט באותה תקופה שבה נמצאה נחושת. השימוש בארד התפשט בין תרבויות במהירות רבה והוא מקור השם ל"תקופת הברונזה".

בסין החלו להשתמש בנחושת בסביבות 2,000 לפנה"ס ומ-1,200 לפנה"ס יוצר בסין ארד באיכות גבוהה.

היוונים והרומאים השתמשו רבות גם בפליז, סגסוגת של נחושת ואבץ.

כיום מפיקים את מרבית הנחושת בצ'ילה, בארצות הברית, באינדונזיה ובפרו. בעבר נכרו מחצבי נחושת גם בישראל (ראה #נחושת בישראל).

בתרבות

בספר במדבר מסופר על נחש הנחושת שיצר משה על מנת להפסיק הרג בעם בעקבות מכת נחשים. נחש הנחושת היה פריט פולחני בבית המקדש עד ימי המלך חזקיהו.

נחושת נקשרה לאלה היוונית אפרודיטה במיתולוגיה היוונית. באלכימיה, סמל הנחושת זהה לסמלה של אפרודיטה, המקובל כיום כסמל המין הנשי. הקשר של אפרודיטה (ובעקבותיה המין הנשי כולו) לנחושת נוצר משום שלפי המיתולוגיה נולדה ונוס מקצף הגלים לחוף קפריסין, האי היה מזוהה עם האלה, וקפריסין הייתה מקור עיקרי לעפרות נחושת בתקופה ההלניסטית. 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

.

ממצאים ארכיאולוגיים

קובץ:Gnome-colors-edit-find-replace.svg פרק זה דורש שכתוב. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולשכתב אותו. הסיבה לכך: יש להוסיף מקורות.

• תליון נחושת המתוארך ל-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.

  קובץ:Copper Ingot Crete.jpg

  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.

  קובץ:Mishmar-Some Items.png

  מספר כלי נחושת ממטמון נחל משמר - בני 6000 שנה

• 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.

קובץ:CopperMineralUSGOV.jpg

נחושת טבעית

תרכובות

לנחושת יש שתי דרגות חמצון נפוצות - 2+ ו-1+. 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.

קובץ:CuSO4 5H2O.jpg

CuSO₄ · 5H₂O

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

תפקיד ביולוגי

נחושת היא מינרל קורט בעולם החי והצומח, והיא חיונית לתהליכים ביולוגיים חשובים.

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 מיליגרם נחושת לכל קילוגרם ממשקל הגוף עלולה להיות קטלנית לבני אדם. הרמה הבטוחה של נחושת במי שתייה היא עד 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. ב-2007 החלה כרייה נסיונית על ידי חברה מקסיקנית. מאז חידוש הכרייה במכרה נהרגו במקום 2 פועלים, מיכאל גלי וחיים ברמן.

איזוטופים של נחושת

לנחושת שני איזוטופים יציבים, ⁶³Cu (שכיחות כ-69%) ו-⁶⁵Cu (שכיחות כ-31%), ואיזוטופים בלתי-יציבים רבים אשר זמן מחצית החיים שלהם קצר (עד מספר שניות) ולכן אינם מצויים בטבע.

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 על ידי תאגיד הענק השווייצרי גלנקור

מדיה וקבצים בנושא [[commons:Category:{{#property:P373}}|נחושת]] וויקישיתוף