يقدم
الزئبق من أكثر العناصر الكيميائية إثارةً وخطورةً في الجدول الدوري. هذا المعدن الأبيض الفضي يكون سائلاً في درجة حرارة الغرفة، مما يميزه عن معظم المعادن الأخرى. العدد الذري للزئبق هو 80 ، أي أن كل ذرة زئبق تحتوي على 80 بروتونًا في نواتها. تقدم هذه المقالة لمحةً عامة عن مفهوم العدد الذري للزئبق، وخصائصه الكيميائية والفيزيائية، وتطبيقاته، وتاريخ اكتشافه، وآثاره على البيئة والصحة.
ما هو العدد الذري للزئبق؟
يشير العدد الذري لأي عنصر إلى عدد البروتونات في نواته الذرية . على سبيل المثال، للزئبق العدد الذري 80، أي أنه يحتوي على 80 بروتونًا في نواته. يُعد هذا العدد أساسيًا لتحديد موقع الزئبق في الجدول الدوري
. بناءً على العدد الذري، يقع الزئبق في الدورة السادسة، المجموعة الثانية عشرة، ورمزه الكيميائي هو Hg ، المشتق من الكلمة اللاتينية Hydrargyrum، والتي تعني “الفضة السائلة”.
التركيب الذري والعدد الكتلي للزئبق
تحتوي ذرة الزئبق على 80 إلكترونًا، موزعة على مستويات طاقة مختلفة حول النواة. التوزيع الإلكتروني للزئبق هو كما يلي:
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²
يشير هذا التكوين الإلكتروني إلى امتلاء المستويين الفرعيين d وf للزئبق تمامًا، مما يجعل ذرة الزئبق مستقرة نسبيًا ومقاومة للتفاعلات الكيميائية. يبلغ العدد الكتلي لنظائر الزئبق الطبيعية عادةً حوالي 200.59 ، وهو ما يتوافق مع المتوسط المرجح لنظائر الزئبق المختلفة من Hg-196 إلى Hg-204.
الخصائص الفيزيائية للزئبق
الزئبق من المعادن القليلة التي تتواجد في الحالة السائلة في درجة حرارة الغرفة . ومن خصائصه الفيزيائية:
-
العدد الذري: 80
-
الكتلة الذرية النسبية: 200.59 وحدة
-
نقطة الانصهار: -38.83 درجة مئوية
-
نقطة الغليان: 356.73 درجة مئوية
-
الكثافة عند درجة حرارة الغرفة : 13.534 جم/سم³
-
اللون والمظهر: فضي، لامع، سائل.
-
الموصلية الكهربائية: عالية
-
معدل التبخر: مرتفع نسبيًا في درجة حرارة الغرفة
وبسبب هذه الخصائص، تم استخدام الزئبق في الماضي لصنع موازين الحرارة، ومقاييس الضغط الجوي ، والمفاتيح الكهربائية.

الخصائص الكيميائية للزئبق
الزئبق مستقر كيميائيًا نسبيًا . لا يتفاعل مع العديد من الأحماض في درجة حرارة الغرفة، ولكنه يتفاعل مع عوامل مؤكسدة قوية مثل حمض النيتريك (HNO₃) وحمض الكبريتيك المركز (H₂SO₄) . عادةً ما ينتج عن هذه التفاعلات أكسيد الزئبق (HgO) أو أملاح الزئبق ، مثل نترات الزئبق (Hg(NO₃)₂) .
يحتوي الزئبق على حالتين أكسدة رئيسيتين:
-
Hg⁺ (الزئبق أحادي التكافؤ)
-
Hg²⁺ (الزئبق ثنائي التكافؤ)
تعتبر مركبات الزئبق ثنائية التكافؤ أكثر استقرارًا وأكثر شيوعًا في الطبيعة.
نظائر الزئبق
يحتوي الزئبق على العديد من النظائر المستقرة، ومن أبرزها ما يلي:
| النظير | نسبة الوفرة الطبيعية | العدد الكتلي |
|---|---|---|
| عطارد-196 | 0.15% | 196 |
| عطارد-198 | 10.04% | 198 |
| عطارد-199 | 16.94% | 199 |
| الزئبق-200 | 23.14% | 200 |
| الزئبق-201 | 13.17% | 201 |
| عطارد-202 | 29.74% | 202 |
| الزئبق-204 | 6.82% | 204 |
تختلف أعداد النيوترونات في أنوية هذه النظائر ، لكن عدد البروتونات (٨٠) ثابت فيها جميعًا. وهذا العدد الثابت من البروتونات هو ما يحدد الخصائص الكيميائية للزئبق.
استخدامات الزئبق
في الماضي، كان الزئبق يُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات نظرًا لخصائصه الفريدة، ولكن اليوم، وبسبب سُميته الشديدة ، قامت العديد من الدول بتقييد استخدامه أو حظره. من بين الاستخدامات التقليدية والصناعية للزئبق:
-
أجهزة قياس الحرارة والضغط الجوي: لأنها تتمدد بشكل موحد مع درجة الحرارة.
-
مصباح بخار الزئبق: ينتج ضوءًا أبيض عالي الكثافة.
-
المفاتيح والمرحلات الزئبقية: تستخدم في الدوائر الحساسة.
-
استخراج الذهب: تشكيل خليط من الذهب.
-
إنتاج الكلور وهيدروكسيد الصوديوم (NaOH): في خلية كهربائية قديمة الطراز.
والآن، بالنسبة لمعظم هذه التطبيقات، تم تقديم بدائل أكثر أمانًا .
تأثيرات الزئبق على البيئة والصحة
على الرغم من أهمية الزئبق في المجالات العلمية والصناعية، إلا أنه يُعتبر خطيرًا للغاية من الناحية البيئية والصحية. إذ يُمكن لبخار الزئبق ومركباته، وخاصة ميثيل الزئبق (CH₃Hg⁺) ، أن يدخل جسم الإنسان بسهولة عن طريق الاستنشاق أو الابتلاع .
وقد يؤدي تراكم الزئبق في الجسم إلى الأمراض التالية:
-
إصابة الجهاز العصبي المركزي
-
اعتلال الكلية
-
تشوهات نمو الجنين
-
مشاكل في الرؤية والسمع
ولذلك فرضت المنظمات الدولية مثل منظمة الصحة العالمية وبرنامج الأمم المتحدة للبيئة قيوداً صارمة على استخدام الزئبق والتخلص منه.
تاريخ اكتشاف الزئبق
عرف البشر الزئبق منذ العصور القديمة. ففي الحضارتين المصرية والصينية القديمتين ، استُخدم في الطب التقليدي وحتى في الطقوس الدينية.
كلمة “زئبق” مشتقة من اسم إله التجارة والسفر الروماني، إذ ارتبط الزئبق بهذا الإله نظرًا لسيولته العالية ولمعانه اللامع.
اعتقد الكيميائيون في العصور الوسطى أن الزئبق هو المادة الأساسية القادرة على تحويل المعادن الخسيسة إلى ذهب.
موقع الزئبق في الجدول الدوري
| ميزة | كمية |
|---|---|
| الرموز الكيميائية | الزئبق |
| العدد الذري | 80 |
| تَجَمَّع | 12 |
| دورة | 6 |
| حصار | د |
| فئة | المعادن الانتقالية |
| في درجة حرارة الغرفة | سائل |
ينتمي الزئبق إلى المجموعة 12، وهي نفس المجموعة التي ينتمي إليها الزنك (Zn) والكادميوم (Cd)، ويتشابه معهما من حيث التركيب الذري والخصائص الكيميائية.
حقائق مثيرة للاهتمام حول الزئبق
-
الزئبق هو المعدن الوحيد الذي يتواجد في حالة سائلة في درجة حرارة الغرفة.
-
يتجمد عند درجات حرارة أقل من -38.83 درجة مئوية.
-
كان طب الأسنان القديم يستخدم الذهب والفضة والملغم.
-
يتمتع الزئبق السائل بسطح أملس ولامع للغاية.
-
عدده الذري (80) هو أحد أعلى الأرقام بين العناصر المستقرة.
ختاماً
يُعدّ العدد الذري للزئبق (80) أساسيًا لفهم سلوك وخصائص هذا العنصر الفريد. بفضل تركيبه الإلكتروني المميز، يُعدّ الزئبق معدنًا سائلًا ثقيلًا ولامعًا، وكان يُستخدم على نطاق واسع لأغراض مُختلفة، إلا أن استخدامه الآن محدود للغاية نظرًا لمخاطره