في الكيمياء، تكافؤ الفضة هو واحد من أهم التجارب والتكافؤات التي تحدث في المركبات الكيميائية، حيث تعتبر الفضة عنصرا نفيسا وواحدة من عناصر الفلزات الانتقالية وفقا للجدول الدوري، وهي تتميز بلون مزيج بين الأبيض والرمادي.
مقدمة عن تكافؤ الفضة في الكيمياء
- تعتبر الفضة واحدة من العناصر الانتقالية الفلزية، حيث تتمتع بأعلى قيمة مميزة في الناقلية الكهربائية والحرارية، بالإضافة إلى القدرة على الانعكاس.
- الفضة هي أحد العناصر الكيميائية، ورقمها الذري 47، والرمز الكيميائي لها هو Ag، وتقع في المجموعة الحادية عشرة والدورة الخامسة في الجدول الدوري الحديث.
شاهد أيضًا: الكيمياء والمواد الغذائية واستخداماتها
الخواص الفيزيائية الفضة
- الطور هو عنصر صلب، وتصبح كثافته عند درجة حرارة الغرفة 49 غراما في السنتيمتر المكعب.
- بالنسبة لكثافة السائل الفضي عند نقطة الانصهار، فهي تساوي 9.320 غرام/سنتيمتر مكعب، ويتم تسجيل نقطة الانصهار عند 1234.93 كلفن، 961.78 درجة مئوية، 1763.2 درجة فهرنهايت.
- بالإضافة إلى ذلك، نقطة الغليان للفضة هي 2435 كلفن، 2162 درجة مئوية، 3924 درجة فهرنهايت.
- يمكن استخلاص الفضة من قشرة الأرض حيث توجد في الداخل إما كعنصر طبيعي نقي أو مخلوطة مع الذهب.
- أيضا يمكن استخلاصها أو استخراجها من مكونات المعادن مثل الأرجنتين والكلورارجيريت.
- غالبا ما يتم استخدام الفضة كناتج ثانوي من عمليات تكرير وتنقية المعادن، ويتم إضافتها إلى المعادن الثمينة مثل الذهب والنحاس والرصاص، بالإضافة إلى أنها تعتبر من عناصر العملات والمعادن الثمينة.
استخدام تكافؤ الفضة في الكيمياء
- تعد الفضة أحد عناصر النقود، ولذلك يتم استخدامها في صكوك العملات المعدنية، سواء بمفردها أو في بعض الأحيان يمكن إضافتها إلى الذهب.
- على الرغم من أن الفضة أكثر رخصا وتوفرا في البيئة المحيطة من الذهب، إلا أن الفضة المعدنية أصبحت غير متوفرة ونقصت كميتها.
- تتنوع استخدامات الفضة في مجالات مختلفة، فهي تلعب دورا كبيرا في المجال الطبي بفضل احتوائها على مواد مضادة للبكتيريا. وعادة ما يتم طلاؤها على المعدات الطبية. كما يستخدم الفضة وسبائكها في صناعة أنابيب القسطرة البولية وأنابيب الجهاز التنفسي.
- تستخدم الفضة في صناعة الضمادات الطبية، سواء عبر سلفاديازين الفضة أو جسيمات نانوية من الفضة، لعلاج حالات الإصابة أو الحروق السطحية والتي يسهل علاجها.
- يتم استخدام الفضة في سبائك الحشوات الملغمية في طب الأسنان، وتحتوي على مركب الفلوريد الفضي ثنائي الأمين في العلاج الموضعي لتسوس الأسنان وتخفيف الألم.
- استخدمت الفضة أيضا في مجالات متعددة مثل الحلي والمجوهرات، والاستثمارات المالية، وتطبيقات في صناعة الألواح الشمسية وتنقية المياه والصناعات الإلكترونية والصناعات الكيميائية، بالإضافة إلى استخدامها في صناعة الفضيات.
- بالإضافة إلى استخدام الفضة في المواد الإلكترونية والكيميائية والتصوير الضوئي، فإنها تستخدم أيضا في العديد من الاستخدامات الأخرى.
شاهد أيضًا: فروع الكيمياء ومجال دراستها
تاريخ وجود عنصر الفضة في الطبيعة
- تعد الفضة واحدة من العناصر القديمة الثمينة حيث أنها ذات قيمة عالية، وقد كشف وجودها للإنسان منذ العصور القديمة، بالإضافة إلى صعوبة الوصول إلى الفضة النقية بسبب عملية تنقيتها.
- تم استخدام الفضة من قبل الإنسان كنظام يعرف بنظام المقايضة أو لأغراض التزيين مثل المجوهرات والأكسسوارات.
- يصعب الوصول إلى الفضة بشكل دائم، حيث تعتبر أكبر قيمة كيميائية لها وتفاعلها حر في وجودها أكثر من الذهب، وكانت تمتلك أعلى سعر في مصر القديمة حتى حوالي القرن الخامس عشر قبل الميلاد.
- بما أن المصريين القدماء نجحوا في فصل الذهب عن الفضة في الخامات عن طريق تسخين المعادن مع الملح، ثم تحويل كلوريد الفضة الناتج إلى فضة مرة أخرى.
- في العصور المتقدمة، تم فصل الذهب عن الفضة باستخدام تقنية البوتقة الحرارية، وهي طريقة فعالة لاستخراج الفضة من خاماتها.
- تم العثور على جزء من الخبث الناتج عن عمليات تعدين الفضة بالطرق الحديثة في مناطق مثل هضبة الأناضول في آسيا الصغرى وجزر بحر إيجة، والدلائل تشير إلى أن هذه الفضة تم فصلها عن الرصاص منذ الألفية الرابعة قبل الميلاد
- تعتبر جزيرة سردينيا أكبر جزر العصر النحاسي المخصصة لتعدين الفضة، وكانت انتشارها محدودا نوعا ما وقد تقتصر في مناطق جغرافية معينة.
- إلى جانب الاكتشافات الأثرية للفضة في الهند والصين واليابان.
المناطق ومناجم الفضة وكيفية تكافؤها في مجال الكيمياء
- من بين أهم وأكثر المناطق في العالم التي تحتوي على الفضة بكثرة، يمكن ذكر البيرو والمكسيك وبوليفيا والصين وتشيلي وأستراليا وبولونيا وصربيا.
- في بداية تعدين الفضة، كانت دول أمريكا الوسطى والجنوبية، المكسيك والبيرو وبوليفيا هي المكان الذي بدأت فيه. منتصف القرن السادس عشر. وحتى الآن، تظل تلك الدول هي الأكثر إنتاجا للفضة في العالم.
- وجدت في آسيا الوسطى وخاصة في طاجيكستان تواجدا لموارد فضية، وتعتبر من أكبر الموارد من نوعها في العالم، حيث توجد هناك حوالي 5500 موقع مسجل لموارد الفضة في البيانات.
الخصائص الفيزيائية لفضة في مجال الكيمياء
- واحدة من خصائص الفضة الفيزيائية هي أنها تندرج ضمن المعادن المطاوعة التي يمكن سحبها وتطريقها بسهولة، نظرا لأنها تنتمي إلى المعادن الانتقالية وأيضا المعادن النبيلة.
- يتشكل الفضة على شكل بلورات مكعبة ذات وجوه مركزية، وفقا لشبكة بلورية تحتوي على 12 نقطة تناسق، ويكون فيها الإلكترون الخارجي غير موضعه بشكل ثابت.
- بسبب اختلافها عن الفلزات الانتقالية ذات المدار الفرعي d غير الممتلئ، فإن رابطة الفضة الفلزية تفتقر إلى سمات الرابطة التساهمية، وهي ضعيفة نسبيا، وهذا يفسر الصلادة المنخفضة نسبيا.
- تتميز الفضة باللون الفضي اللامع، حيث تتمتع بلمعة معدنية، ويمكن صقلها إلى درجة عالية جدا، بالإضافة إلى عدم المساواة في لون الذهب والنحاس.
- ويكون توفر الطاقة اللازمة لتحفيز وتنشيط إلكترون في النطاق الفارغ في المدار d إلى النطاق s-p في الفضة بمقدار كاف تقريبا 385 كيلوجول/مول.
- وكما لا يحدث امتصاص للفضة في الطيف المرئي، ولكنه يحدث في طيف الأشعة فوق البنفسجية، لذا فالفضة ليست من الفلزات الملونة.
- تتمتع الأسطح المحمية بالفضة بقدرة عالية على الانعكاس البصري بالمقارنة مع الألومنيوم عند أطوال موجة تزيد عن 450 نانومتر. وكذلك، عند أطوال موجة أقصر من 450 نانومتر، تكون قدرة الفضة على الانعكاس أقل من الألومنيوم. وينخفض مستوى الانعكاس إلى الصفر تقريبا عند القرب من 310 نانومتر.
الخواص الكيميائية لتكافؤ الفضة في مجال الكيمياء
- تشترك الفضة في الخصائص الكيميائية مع الذهب والنحاس، حيث يحتوي ذرة الفضة على 47 إلكترون، وتوزيع الإلكترونات فيها مشابه لتوزيع النحاس (3d104s1) والذهب (4f145d106s1).
- بالإضافة إلى ذلك، المجموعة الحادية عشرة في الجدول الدوري تعتبر واحدة من المجموعات القليلة في المستوى الفرعي d التي تملك توزيعا إلكترونيا منسقا.
- توجد خصائص مميزة لفلز الفضة بسبب وجود إلكترون واحد فقط في الغلاف الإلكتروني الخارجي بعد غلاف إلكتروني d ممتلئ.
- بسبب أن الفضة تعتبر واحدة من العناصر غير النشطة كيميائيا بشكل نسبي، يعود ذلك إلى امتلاء القشرة الإلكترونية 4d، مما يمنع قوة الجذب الكهربائية الساكنة بين النواة والإلكترونات في المدار الخارجي 5s.
- نستنتج من ذلك أن كيمياء الفضة تعطي أولوية واضحة لحالة الأكسدة +1، سواء في الحالة الصلبة أو في المحاليل المائية.
- غالبية مركبات الفضة تكون ذات طبيعة تساهمية، بسبب صغر حجم الذرة نسبيا وارتفاع طاقة التأين الأولى (730 كيلو جول/مول).
- كما أنها تتفاعل سلبيا مع الفضة وفقا لمقياس بولنغ بقيمة 1.93، وهي أعلى من الرصاص بشكل عام.
- بالإضافة إلى ذلك، تكون قوة الجذب الإلكتروني للفضة 125.6 كيلو جول/مول، وهي أعلى من الهيدروجين (72.8 كيلو جول/مول) وليست بكثير من الأكسجين (141.0 كيلو جول/مول).
شاهد أيضًا: رمز ثاني أكسيد الكربون في الكيمياء
في النهاية، قد شرحنا لكم موضوع تكافؤ الفضة في مجال الكيمياء، وأصل الفضة نفسها، وخصائصها الفيزيائية والكيميائية، بالإضافة إلى العديد من الاستخدامات التي يتم فيها استخدام تكافؤ الفضة في الكيمياء، نأمل أن ينال إعجابكم.
