נחושת

נחושת (לטינית: Cuprum) הוא 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
אבץ - נחושת - ניקל

Cu
Ag
   
 
29
Cu
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
כללי
מספר אטומי 29
סמל כימי Cu
סדרה כימית מתכות מעבר
צפיפות 8920 kg/m3
מראה
אדום-כתמתם מתכתי
NatCopper
תכונות אטומיות
משקל אטומי 63.546 u
רדיוס ואן דר ואלס 140 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה 2, 8, 18, 1
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר מוצק
נקודת התכה 1357.55K (1,084.4°C)
נקודת רתיחה 2840.15K (2,567°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

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, המאופיינת 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.

הנחושת יצאה לעולם בשנת 1992

ארכאולוגיים]] המעידים על שימוש אנושי בנחושת מעל 10,000 שנה.

ידוע על גילוי עפרות נחושת בקפריסין כ-5,000 שנה לפני זמננו. 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 מדבר יהודה וסיני בארץ ישראל.

השומרים השתמשו בנחושת והכינו ממנה חפצים בסביבות לפני כ-5,000 שנה. 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 כ-4,000 שנה לפני זמננו, ולפני כ-3,200 שנה כבר 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.

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 ארכאולוגיים

  • 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.
    Minoan copper ingot from Zakros, Crete
    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.
    Mishmar-Some Items
    מספר כלי נחושת ממטמון נחל משמר - בני 6000 שנה
  • באירופה התגלתה גופה שהשתמרה בקרח משנת 3,200 לפנה"ס, שזכתה לכינוי "אצי, איש הקרח". על אצי נמצא גרזן עם חוד נחושת (99.7% טהור). רמות גבוהות של ארסן בשערו מצביעות על מעורבותו בייצור הנחושת.
Minoan copper ingot from Zakros, Crete
מטיל נחושת שנמצא בכרתים
Mishmar-Some Items
מספר כלי נחושת ממטמון נחל משמר - בני 6000 שנה
CopperMineralUSGOV
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 () היא מלח ירקרק, המופיע לעיתים קרובות על ציפויי נחושת בכלים וחפצים אחרים. נחושת גופרתית () היא מלח כחול שמשתמשים בו לעיתים קרובות במעבדות כקוטל פטריות. נחושת דו-כלורית, מלח בצבע חום בהיר, משמשת כזרז למשל בייצור אצטאלדהיד מאתן.

CuSO4 5H2O
CuSO4 · 5H2O

קיימות שתי תחמוצות נחושת יציבות - CuO ו-. תחמוצות אלו מהוות חומר התחלתי בייצור 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.

הפקת נחושת

אבנים בישראל (6)
הנחושת נמצאת בטבע בצורה של עפרות נחושת

הנחושת מופקת בעולם ממרבצים שהם תערובת של תרכובות הנחושת וחומרים אחרים. מתוך 165 תרכובות נחושת המצויות במרבצים, רק כ-12 הן בעלות חשיבות להפקת הנחושת:

עפרות נחושת[1]
התרכובת הרכב צפיפות (גרם/סמ"ק) % הנחושת
תרכובות מכילות חמצן
קופריט 6.0 88.8
טנוריט 5.8-6.3 79.8
מלכיט 3.9-4.0 57.3
כריזוקולה 2.0-2.4 36.0
ברוכנטיט 3.39 56.2
אטקמיט 3.75-3.77 59.4
תרכובות מכילות גופרית
כלקופיריט 4.2-4.3 34.5
בורניט 4.9-5.4 63.3
כלכוציט 5.5-5.8 79.8
קובליט 4.9-5 66.4
אנרגיט 4.43-4.45 48.3
טטרהדריט 4.7-5.0 52.1
  • בתמנע מצויים בעיקר העפרות מלכיט וכריזוקולה.

כריית עפרות הנחושת נעשית בדרך כלל ממכרות פתוחים. הן נאספות לאחר חשיפתן באמצעות פיצוצים מבוקרים. לאחר האיסוף, מובלות העופרות למפעלי הזיקוק.

תהליך הזיקוק מתחיל בריכוז עפרות נחושת. סדרה של פטישים הולמים בעפרות והופכות אותן לחלקיקים קטנים יותר, כך שניתן יהיה לסלק את הכמויות הגדולות של אדמה הנמצאת בהן. לאחר מכן, חלקיקי העפרות מעורבבים עם מים ליצירת בלילה מרוכזת (הצפה flotation). החומר מועבר למטחנה סיבובית (Rod Mill) אשר שוברת את העפרות לחתיכות קטנות עוד יותר (גריסה). בסיום תהליך זה, העפרות עוברות למטחנת כדור (Ball Mill) המייצרת מהעפרות חלקיקי חומר בעלי קוטר של כ-0.25 מ"מ.  

לאחר השלמת פירוק ראשוני של העפרות, ריאגנטים כימיים (Chemical Reagents) מעורבבים יחד עם הבלילה, וגורמים לאיחוי הנחושת בצורה טובה יותר. בסוף תהליך זה מקבלים תערובת המכילה בערך כ-
25-35% נחושת. משם נשלחת התערובת לטיפול נוסף בחומרים כימיים ובחום. תהליך זה נקרא "התכה", ובו מסירים בצורה פיזית את חומרי הפסולת. התוצאה המותכת היא מתכת נחושת טהורה ב-99%.  

בשלב זה הנחושת עדיין מלוכלכת, 99% נחושת והשאר 1% מזהמים כגון חמצן, גופרית וברזל שעדיין צריך להסיר אותם. הנחושת עוברת אז שוב לחימום בתוך תנור זיקוק. לאחר ההתכה מוזרם בכוח אוויר לנחושת המותכת, אשר גורם לחמצון (oxidizes) של הזיהומים ומאפשר הסרתם בצורה קלה יותר. לאחר מכן נלקחת דוגמה לבדיקה על ידי מפעיל תנור ההתכה, אשר קובע אם רמת המזהמים מקובלת, כלומר: אם הנחושת היא בניקיון של כ-99.5% טהורה. הנחושת המותכת נוצקת לתוך אנודות חשמל (Electrical Anodes) גדולות, אשר משמשות בתהליך הזיקוק האלקטרוליטי. לאחר השלמת תהליך זיקוק אלקטרוליטי, מתקבלת נחושת נקייה בכ-99.95% עד 99.99% טהורה.  

במהלך תהליך זיקוק הנחושת וכתוצרי לוואי, נוצרות מתכות יקרות כגון זהב וכסף (בכמות קטנה), דבר המאפשר מקור הכנסה נוסף עבור בתי הזיקוק. אמנם המתכות היקרות הן תוצרים חיוביים, אבל בתהליך נוצרים מזהמים שונים הפוגעים באיכות הסביבה. רמת הזיהום הנמוכה היא אחת הסיבות שמיחזור נחושת טוב יותר מאשר הפקת נחושת מחדש מעפרות או ממחצבים טבעיים.

נחושת בישראל

The old mine a Timna
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[2]. 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
שבר 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

הערות שוליים

  1. ^ נחמיה נאה, כימיה לבתי הספר התיכון מפעלים כימיים בישראל, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע, רחובות, 1987
  2. ^ חדשות 2 - הבהלה לנחושת: מסע אל בטן האדמה
אלומיניום

אַלוּמִינְיוּם (Aluminium; בעברית: חמרן) הוא יסוד כימי מתכתי שסמלו הכימי Al ומספרו האטומי 13. האלומיניום הוא מתכת רקיעה וכסופה. זהו היסוד השלישי בשכיחותו (כ-8 אחוז) בקרום כדור הארץ, אחרי חמצן וצורן, והשכיח ביותר בין המתכות. אלומיניום מופק בעיקר מבוקסיט ומצוין בחסינותו לחמצון, בעמידותו ובצפיפותו הנמוכה, המאפשרת ייצור מוצרים קלי משקל. לאלומיניום חשיבות כלכלית גבוהה והוא משמש בתעשיות רבות (חלונות אלומיניום, דלתות, ידיות וכיוצא בזה).

אמריקה הצפונית

אמריקה הצפונית (צפון אמריקה) היא היבשת השלישית בעולם בגודל שטחה והרביעית במספר תושביה והיא מהווה חלק מיבשת העל אמריקה. היא משתרעת מים הקרח הצפוני בצפון ועד מצר פנמה בדרום, מהאוקיינוס האטלנטי במזרח עד האוקיינוס השקט במערב. שטחה 24,709,000 קילומטרים רבועים (כולל גרינלנד), ומספר תושביה כ-529 מיליון. המדינות הנמצאות בשטחה הן קנדה בצפון, ארצות הברית במרכז ומקסיקו בדרום ובמרכז. בנוסף, חלקה הדרומי ביותר של היבשת (המכונה אמריקה המרכזית) כולל שטח קטן יחסית ובו המדינות: בליז, קוסטה ריקה, אל סלוודור, גואטמלה, הונדורס, ניקרגואה ופנמה.

יש המרחיבים את גבולות היבשת וכוללים בה גם את האי גרינלנד שכמעט אינו מיושב, ואף את חציה המערבי של איסלנד. אחרים מצרפים אליה את איי הודו המערבית ואת ארצות אמריקה התיכונה, ורואים במצר פנמה את גבולה הדרומי. ליבשת עצמה צורת משולש, שבסיסו בצפון והוא הולך וצר ככל שמדרימים. רכסי הרים גבוהים נמשכים מצפון לדרום במערב היבשת, לא הרחק מהאוקיינוס השקט. רכסי הרים נמוכים וקצרים יותר נמשכים מצפון לדרום החוף המזרחי (הרי האפלצ'ים). באמצע היבשת משתרעים מישורים רחבי ידיים, שרבים בהם ההרים והרמות. במישורים אלה מצויות מספר ימות, ובהן ימת הדובים הגדולה, ימת העבדים הגדולה, אגם ויניפג בקנדה, וחמש הימות הגדולות על הגבול שבין קנדה לארצות הברית, שאחת מהן היא ימת סופריור, הימה השנייה בגודלה בעולם. האקלים באמריקה הצפונית מגוון מאוד, מפני שהיבשת הארוכה משתרעת מחוג הקוטב הצפוני ועד 800 קילומטרים צפונית לקו המשווה. אמריקה הצפונית עשירה מאוד באוצרות טבע, ובהם נפט, פחם, ברזל, נחושת, אבץ, עופרת, זהב, כסף ואורניום.

ארד

אָרָד (בְּרוֹנְזָה בלעז) היא סגסוגת של נחושת בתוספת בדיל להקשיה. סגסוגת ארד טיפוסית מכילה 88% נחושת ו-12% בדיל. יש סגסוגות ארד שבהן יסודות אחרים כמו זרחן, מנגן, אלומיניום או צורן, מחליפים את הבדיל.

בקעת תמנע

בקעת תִּמְנָע היא בקעה בשוליים המערביים של הערבה הדרומית, כ-25 קילומטר מצפון לאילת. הבקעה, שלהּ צורת פרסה, משתרעת על פני שטח של כ-60 קילומטר רבוע, ותחומה במצוקים תלולים משלושת צדדיה. היא מנוקזת על ידי נחל תמנע בצפון ונחל נחושתן בדרום, הזורמים לערבה שממזרח לה. במרכזהּ מתרומם הר תמנע לגובה של 453 מטרים. באזור שורר אקלים מדברי קיצוני. האדם נמשך לבקעת תמנע החל בתקופה הנאוליתית, בערך 10,000 לפנה"ס ואילך, בשל עפרות הנחושת המצויות בה.

הערבה

הערבה (בערבית: وادي عربة) היא עמק צר וארוך המשתרע מדרום ים המלח ועד מפרץ אילת ומפריד בין הרי אדום ממזרח ובין הר הנגב ממערב. אורכה של הערבה כ-175 ק"מ בקירוב מצפון לדרום. מקורות המים בערבה מועטים. בכמה מקומות, יש בערבה מחצבי נחושת ומחצבים אחרים, אך עיקר חשיבותה כאזור מעבר.

השם קדום (נזכר בתיאור נדידתם של בני ישראל בצאתם ממצרים) ופירושו אזור שומם ויבש, נרדף למדבר. יש המחשיבים את אילת כבירת אזור הערבה, משום שהיא המרכז הכלכלי והעסקי של יישובי הערבה. קו הגבול בין ירדן לישראל עובר לאורך הערבה.

התקופה הכלקוליתית

בארכאולוגיה, התקופה הכַלְקוֹליתית (מיוונית: χαλκός, כלקוס = נחושת; λίθος, ליתוס = אבן, כלומר תקופת האבן והנחושת) היא תקופה משלהי הפרהיסטוריה של דרום מזרח אירופה ומערב ומרכז אסיה. בתקופה זו הופיעה חרושת המתכת, לצד כלי אבן מסותתים שהמשיכו להתקיים מהתקופות הקודמות. שמה של התקופה ניתן לה על ידי ויליאם פוקסוול אולברייט. התקופה הכלקוליתית התקיימה בין התקופה הנאוליתית לתקופת הברונזה.

התקופה הכלקוליתית בארץ ישראל מתחילה ב-4500 לפנה"ס או כמה מאות שנים לפני כן (תלוי כיצד מגדירים את סוף התקופה הנאוליתית) ומסתיימת ב-3500 לפנה"ס, עם עליית הציוויליזציה של תקופת הברונזה הקדומה והתפתחות הערים והכתב.

אצי, איש הקרח שנמצא בקרחוני האלפים עם גרזן נחושת וסכין אבן, תוארך ל-3300 לפהנ"ס, ומהווה דוגמה לממצא מתקופה זו בדרום אירופה.

חפצי המתכת המוקדמים ביותר יוצרו בתקופה הכלקולתית. במטמון נחל משמר נמצאו כ-400 כלים מהתקופה, כמו גם מקדשים לאלים.

טיגון

טיגון היא שיטת עיבוד מזון שבה מחממים את המזון על גבי מחבת בתוספת שכבה דקה של שמן צמחי או שמן מן החי.

אומצות ניתן לטגן במחבת, אך המדקדקים משתמשים במחבת כבדה מברזל או נחושת. הסיבה היא שנדרשת רמה גבוהה של חום, כדי לאטום את האומצה משני צדיה ולשמור על עסיסיותה.

לירה ישראלית

לירה ישראלית (בקיצור: ל"י) הייתה המטבע הרשמי של מדינת ישראל בין השנים 1952–1980. עד 1954 היא הונפקה כשטר על ידי בנק לאומי לישראל, אשר היה אז בבעלות הסוכנות היהודית. לאחר הקמת בנק ישראל ב-1954, הועברה הנפקתה אליו. ב-1980 חדלה הנפקתה עקב החלפתה בשקל.

מחצב

מחצב הוא מינרל אי-אורגני הנמצא בקרקע ובדרך כלל ניתן להשיגו על ידי חציבה או כרייה.

בין המחצבים השכיחים ביותר נמצאים תרכובות של צורן וחמצן, לדוגמה: חול וקוורץ (מהמינרלים הנפוצים ביותר בכדור הארץ), המשמשים לייצור זכוכית, וכן אבן גיר, אבני בזלת, עפרות של מתכות שונות ועוד.

מצרים העתיקה

מצרים העתיקה היא מדינה שהתקיימה בעמק נהר הנילוס בעת העתיקה. שיאה של התרבות היה באלף השני לפני הספירה, בתקופת הממלכה החדשה. בתקופה זו, מצרים התפשטה עד לדרום סוריה בצפון ועד לג'בל ברקל בדרום, בסודאן של היום. האופק הגאוגרפי המשתנה של מצרים העתיקה כלל בתקופות שונות גם את המדבר שממזרח לנילוס ואת החוף של הים האדום, את חצי האי סיני ונאות המדבר ממערב לנילוס.

ראשיתה של התרבות המצרית העתיקה בערך ב-3150 לפנה"ס, באיחוד הפוליטי של תרבויות עמק הנילוס הגדולות תחת הפרעה הראשון, והיא התפתחה במשך שלושת אלפי השנים הבאות. ההיסטוריה שלה מחולקת למספר תקופות, הידועות כ"ממלכות", ולזמנים של חוסר יציבות יחסית הידועים כ"תקופות ביניים". עם סוף תור הזהב האחרון, הידוע כ"ממלכה החדשה", החלה תרבות מצרים העתיקה להידרדר, ומצרים נכבשה בידי כמה כוחות זרים. שלטונם של הפרעונים הסתיים רשמית ב31 לפנה"ס, כאשר האימפריה הרומית כבשה והפכה את מצרים לפרובינקיה רומית.

תרבות מצרים העתיקה הייתה מבוססת על איזון מבוקר של משאבי טבע ואדם תחת שלטונו של הפרעה, מנהיגים דתיים, ומושלים. התרבות המציאה חידושים רבים: השקיה מבוקרת של עמק הנילוס הפורה, ניצול של המינרלים בעמק ובאזורי המדבר הסובבים, התפתחות מוקדמת של ספרות ושל מערכת כתיבה עצמאית, ארגון של מיזמי בנייה וחקלאות גדולים, מסחר עם האזורים הסובבים באפריקה ובמזרח התיכון, ומסעות צבאיים שהביאו לניצחון על צבאות זרים והבטיחו את הדומיננטיות המצרית באזור בתקופות מסוימות. הארגון והייזום של פעילויות אלה נעשה בידי ביורוקרטיה של סופרים, מנהיגים דתיים ומושלים תחת הפרעה האלוהי, שהבטיח את האחדות ואת שיתוף הפעולה של העם המצרי דרך מערכת מורכבת של אמונות דתיות.

מתכת

מתכות הן קבוצה של יסודות כימיים, והן מאופיינות בכך שהן חומרים מוצקים בטמפרטורת החדר (פרט לכספית) המורכבים כולם מיסודות אלו (לרשימת היסודות המתכתיים ראו הטבלה המחזורית). מתכות מתאפיינות בהולכה חשמלית והולכת חום גבוהות. בין סוגי המתכות הנפוצים בשימוש נמצאים אלומיניום, ברזל, נחושת ואחרים.

המדע העוסק בחקר המתכות נקרא מטלורגיה, מהמילה היוונית מטאלון (μέταλλον). מתכת העשויה מספר יסודות שונים נקראת סגסוגת, ויכולה להיות בעלת תכונות שונות מהמתכות המקוריות המרכיבות אותה. לעיתים קרובות משתמשים בסגסוגות כדי לקבל תכונות רצויות של המתכת, למשל פלדת אל-חלד העשויה מברזל וכרום, כאשר הכרום מונע את החלדת הסגסוגת.

מבחינה כימית, מתכות מאופיינות באנרגיית יינון נמוכה יחסית, מאחר שהאלקטרונים, המאכלסים את רמת האנרגיה החיצונית של יסוד מתכתי, קשורים אל גרעין האטום בצורה חלשה. מבנה המתכת במצב מוצק הוא של רב-גביש בדרך כלל, כאשר המתכת כולה מורכבת ממספר רב של גבישים ("גרעינים" בעגה המטלורגית) בעלי גדלים שונים המסודרים באקראי. מתכות מוליכות חשמלית מכיוון שהאלקטרונים קשורים באופן חלש לאטומים, ויכולים לנוע על פני מרחקים גדולים בגביש (ראו מודל דרודה).

סגסוגת

סגסוגת, מֶסֶג או נתך היא שילוב של שני יסודות או יותר, אשר לפחות אחד מהם הוא מתכת, וגם תוצאת השילוב היא בעלת תכונות מתכתיות, ומתאפיינת בקשר מתכתי. החומר המתכתי הנוצר הוא לרוב בעל תכונות שונות באופן משמעותי מרכיביו. היסודות בסגסוגת עשויים להיות מפוזרים באופן אחיד, כתמיסה מוצקה, או באופן לא אחיד, עם אזורים (פאזות) עשירים פחות או יותר באחד המרכיבים. בדרך כלל מייצרים סגסוגות על ידי התכת המרכיבים בטמפרטורה גבוהה מנקודת ההתכה שלהם, אולם ניתן לייצר סגסוגות מסוימות גם בטיפול מכני, בטמפרטורה נמוכה (Mechanical alloying).

סיב אופטי

סיב אופטי הוא סיב מחומר שקוף (בדרך כלל זכוכית) המאפשר העברת אור מקצהו האחד לאחר, ומבוסס על העקרון הפיזיקלי הנקרא "החזרה גמורה (או החזרה מלאה) של קרן אור". את הרעיון להשתמש בסיבי זכוכית להעברת מידע הגה הסיני צ'ארלס קאו (Charles Kao) ב-1966. הוא הבחין ביתרונות של שיטה זו על פני העברת אותות חשמליים בכבלי נחושת, שבהם האות סובל מניחות גבוה ככל שהמרחק (אורך הכבל) גדל. ב-1970 יוצר הסיב האופטי הראשון על ידי מספר חוקרים בחברת הזכוכית האמריקאית קורנינג.

פגז

פגז הוא קליע הנורה מתותח, כאשר הגדרת "תותח" היא כלי ירייה חם בעל קליבר מ-20 מ"מ ומעלה. לעיתים הפגז נושא מטען כלשהו, כגון חומר נפץ או חומר יוצר עשן, ולעיתים הפגז עשוי מקשה אחת, כגון פגז חודר שריון או פגזים ששימשו בתותחים עתיקים והיו כדורי מתכת או אבן ותו לא.

הפגז עשוי להיות מאוחסן בנפרד מחומר הנפץ ההודף (חנ"ה) שלו, כדוגמת פגזי ארטילריה, או מאוחסן במבנה "כדור" שהוא תצורת חימוש שבה הקליע מחובר בקצה תרמיל גלילי (העשוי מתכת או חומר מתכלה), המכיל את חומר הנפץ ההודף (לרוב אבק שרפה) ופיקה הדרושה להצתתו, כדוגמת כדורי טנקים.

בפגזים מודרניים בקליבר גדול (הכוונה בעיקר לפגזי ארטילריה ולפגזי טנק), קוטרו של הפגז קטן במעט מקוטרו של קנה התותח היורה אותו, כדי להקל את טעינתו לתוך בית הבליעה של התותח. את בסיסם של פגזים אלו מקיפה טבעת של מתכת רכה (לרוב נחושת) שקוטרה גדול אך במעט מקוטרו של הקנה. בזמן הירי, הודפים גזי הבעירה של חומר הנפץ ההודף את הפגז אל תוך הקנה וטבעת הנחושת נדחסת לתוך הקנה (ולתוך החירוק שבקנה, אם קיים) ומהווה אטימה בין גוף הפגז והקנה המקיף אותו. אטימה זו מסייעת בניצול מרבי של גזי הבעירה כדי להאיץ את הפגז במורד הקנה ואם הקנה מחורק גם לסחרור הפגז סביב ציר האורך שלו, כדי לשפר את יציבותו במהלך המעוף.

פגזים מודרניים בקוטר קטן יותר (כמו גם רוב קליעי רובה ואקדח) עטופים במעטפת נחושת מלאה. מעטפת זו נועדה למלא תפקיד דומה לטבעת הנחושת הקיימת בפגזים הגדולים יותר.

מהמילה פגז נגזר המונח הפגזה. מובנו: ירי רצוף של פגזים רבים אל מטרה מסוימת או תקיפת מטרה באש ארטילרית. את המונח חידש, על פי הכתוב במילונו, המתרגם ראובן אלקלעי.

פליז

פְּלִיז היא סגסוגת המורכבת מהיסודות נחושת ואבץ. צבעה משתנה מאדום - בריכוזי אבץ נמוכים, ועד לצהוב - בריכוזי אבץ גבוהים. מעבר ל-35% של אבץ יש שתי פאזות שונות בסגסוגת, הנקראות פאזה אלפא (בדומה לנחושת טהורה) ופאזה בטא.

הפליז מוזכרת 3 פעמים בתנ"ך: פעמיים בשם נחושת קלל, ופעם אחת בשם "נחושת מוצהב". בגמרא כתוב ששערי ניקנור היו עשויים מ"נחושת צהובה",(תלמוד בבלי, מסכת יומא, דף ל"ח, עמוד א') כלומר פליז. חנוכייה העשויה מפליז נחשבת מהודרת יותר מחנוכייה העשויה מנחושת טהורה, בגלל הדמיון לזהב (על פי האנציקלופדיה התלמודית, אף על פי שפליז זול יותר מנחושת).

הפליז היא סגסוגת קשה וחזקה הרבה יותר מנחושת, אך המוליכות החשמלית שלה נמוכה יותר.

פליז משמש לייצור חלקים בייצור המוני שאינם נדרשים לעמידה בעומס כמו חפצי נוי, תרמילי כדורים, מצפנים וכן לכלי נשיפה ממתכת. ניתן לצפות חלקי פליז בציפוי ניקל לצורכי נוי (למשל באביזרי אמבט, ידיות וכו').

בעבר השתמשו בפליז ליציקה של תותחים, ידיות לדלתות וחפצי נוי כגון אהילים או פמוטות.

צורף

צורף הוא בעל מלאכה שמקצועו הוא צורפות, כלומר עיבוד מתכות אצילות (כסף, זהב, ופלטינה) לשם ייצור תכשיטים, לרוב תוך שיבוץ אבנים יקרות בתכשיט. יש המשתמשים גם במתכות כגון נחושת, אלפקה ופליז.

מאחר שצורף עובד עם אש עזה כדי להתיך את המתכת ולזקקה (כלומר להפריד בין המתכת היקרה לפסולת) משמשת המילה גם בהשאלה כפעולת טיהור.

צורפות עכשווית היא יצירה שנועדה לשימוש יומיומי אשר טומנת בחובה אמירה של האמן, נוצרה באופן חופשי ואינה כפופה לתכתיבים מסחריים כלשהם.

צינור

צינור הוא כלי חלול בדרך כלל בצורת גליל, המשמש להעברת נוזלים או גזים ממקום למקום. הצינור יכול להיות מיוצר מפלדה, בטון, נחושת, עץ, זכוכית, חומרי פלסטיק כמו פי וי סי, פוליאתילן, ועוד. הצינור יכול להיות גם מורכב ממספר שכבות וחומרים שונים כמו פלדה ובטון, פלדה וטפלון וכדומה. הצינורות משמשים למערכות הובלת מים, מערכות אינסטלציה, השקיה ועוד.

כבר בתקופות קדומות הרומאים ידעו להשתמש בצנרת עשויה מבטון וגם צנרת מעופרת אך לא היו להם נוסחאות או כללי חישוב של עובי הדופן.

הענף המטפל בצנרת בקוטר קטן למבנים ובצנרת הספקה בתחום העירוני או הכפרי כמו גם קווי הספקת מים וניקוז נקרא שרברבות. צנרת זו נמצאת בתחום ההנדסה האזרחית.

קמבריון

תור הקמבריון (Cambrian, נקרא גם קמבריום) היא יחידת הזמן הגאולוגית הראשונה בעידן הפלאוזואיקון.

משך התור כ-60 מיליוני שנים, מלפני כ-542 מיליוני שנים עד לפני 488 מיליוני שנים. שמו של התור ניתן לו על ידי אדם סדג'וויק, שכינה אותו כך בשל שמה הלטיני של ויילס (מחוז בבריטניה), "קמבריה", שם סלעי הקמבריון חשופים בצורה הטובה ביותר בבריטניה.

תור זה הוא המוקדם ביותר ממנו נמצאו סלעים בכמות משמעותית. כמו כן בראשית תור זה, בתוך תקופה של 10–20 מיליון שנה, הופיעו רוב המערכות הגדולות של בעלי החיים חסרי החוליות, תהליך הקרוי על שם התקופה "המפץ הקמבריוני". כל האורגניזמים בעידן זה חיו בים.

בישראל מצויים סלעים מתור זה באזור אילת. באזור תמנע נמצאה כמות גדולה של נחושת בסלעים מתור זה.

תחריט

תחריט הוא טכניקה של דפוס שקע. בשפות זרות, כדוגמת האנגלית, משמש המונח "תחריט" (Engraving) גם לתיאור עיטורים החרוטים על גבי עצמים וחומרים שונים, בדומה לתבליט שטוח.

הטבלה המחזורית
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
מתכות אלקליות מתכות אלקליות-עפרוריות לנתנידים אקטינידים מתכות מעבר מתכות מעבר עמידות מתכות למחצה אל-מתכות הלוגנים גזים אצילים תכונות כימיות לא ידועות

דף זה בשפות אחרות

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.