Ag · العنصر 47 · فلز انتقالي
أفضل موصل كهربائي وحراري بين جميع العناصر، ومضاد ميكروبي معروف منذ العصور القديمة.
البنية
ليس مخططًا لنقاط على حلقات — بل عينة مونتِ كارلو من كثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل غلاف فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين لدالة الموجة، وهذا ما يجعل الترابط ممكنًا.
القيم المقاسة
يوضح كل شريط موضع فضة بين جميع العناصر الـ118 بالنسبة إلى تلك الخاصية.
المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.
الحجم، وفق المقياس
نصف القطر 144 pm — أي 0.144 nm، ولذلك فإن نحو 3.47 مليون ذرة منها متجاورة ستغطي ملليمترًا واحدًا.
المدى الحراري
يكون فضة سائلًا ضمن مجال 1200 K، من 1235 K إلى 2435 K.
موضعه
القصة
الفضة هي البطل الخارق الأصلي المضاد للميكروبات؛ إذ تقتل البكتيريا والفيروسات منذ أكثر من 4,000 عام. هذا الفلز الأبيض اللامع كان أفضل صديق للبشرية منذ العصور القديمة، ولم تُقدَّر قيمته لجماله فحسب، بل لخصائصه المنقذة للحياة حرفياً. لم تكن الحضارات القديمة تعرف الجراثيم، لكنها كانت تعلم أن الماء المخزن في أوعية فضية يبقى طازجاً مدة أطول، وأن الجروح المعالجة بالفضة تلتئم أسرع. واليوم نعرف السبب: أيونات الفضة تشبه مدمرات صغيرة تدمر الكائنات الحية الدقيقة الضارة عند ملامستها. الفضة هي أفضل موصل على الإطلاق؛ فهي تمتلك أعلى موصلية كهربائية وحرارية بين جميع العناصر. إنها تشبه فلاش الجدول الدوري، إذ تسمح للكهرباء والحرارة بالاندفاع خلالها بسرعة أكبر من أي فلز آخر. وهذا يجعلها ضرورية لكل شيء، من الألواح الشمسية إلى الهواتف الذكية. وفي الواقع، يحتوي كل جهاز إلكتروني تملكه على الفضة. بُنيت صناعة التصوير الفوتوغرافي على هاليدات الفضة، وهي مركبات تَسودّ عند تعرضها للضوء. وعلى الرغم من أن الكاميرات الرقمية استبدلت الأفلام إلى حد كبير، فلا تزال الفضة تُستخدم في المرايا عالية الجودة والمعدات البصرية. وتُحدث الجسيمات النانوية الفضية ثورة في الطب، إذ تُدمج في الضمادات والأجهزة الطبية وحتى الجوارب لمنع العدوى.
يعود اكتشاف الفضة إلى ضباب عصور ما قبل التاريخ، إذ حظيت قيمة هذا الفلز اللامع بتقدير الحضارات البشرية لأكثر من 6,000 عام. وعلى خلاف كثير من العناصر التي تطلب عزلها كيمياء حديثة، كان جمال الفضة وفائدتها واضحين فوراً لأسلافنا.
يعود أقدم دليل على تشغيل الفضة إلى نحو 4000 BCE في الأناضول (تركيا الحديثة). واكتشفت الحضارات القديمة أن تسخين خامات الرصاص الحاملة للفضة في أفران مع تدفق الهواء يفصل الفلزات؛ وهي عملية تُسمى التكليس. وقد أتاحت لهم هذه التقنية استخراج الفضة النقية من الجالينا الحاملة للفضة الموجودة طبيعياً.
سكّت مملكة ليديا (تركيا الحديثة) أولى العملات الفضية في العالم نحو 700 BCE، مما أحدث ثورة في التجارة. وصُنعت هذه العملات المبكرة من الإلكتروم، وهو سبيكة طبيعية من الذهب والفضة توجد في رواسب الأنهار. وأصبحت العملات الفضية الأثينية ذات «البومة» أول عملة دولية، ومولت العصر الذهبي لليونان.
أدى اكتشاف رواسب الفضة الضخمة في بوتوسي في بوليفيا (1545) وزاكاتيكاس في المكسيك إلى تحويل الاقتصاد العالمي. وأجبر الغزاة الإسبان السكان الأصليين على العمل في هذه المناجم في ظروف قاسية. وقد نشأ التعبير الشهير «يساوي بوتوسي» (بمعنى ذي قيمة هائلة) من هذا الجبل الذي أنتج 60% من فضة العالم لمدة 300 عام.
منح الكيميائي السويدي يونس ياكوب برزيليوس الفضة رمزها الكيميائي الحديث «Ag» (من الكلمة اللاتينية «argentum») عام 1814. وكان من أوائل من درسوا الخصائص الكيميائية للفضة بصورة منهجية. وأدى تطوير التصوير الفوتوغرافي على يد لويس داغير (1839) إلى نشوء طلب جديد على مركبات الفضة، ولا سيما يوديد الفضة وبروميد الفضة.
أدى اكتشاف عرق كومستوك في نيفادا (1859) إلى اندلاع آخر حمى فضة أمريكية كبرى. وبنى مهندس التعدين أدولف سوترو نفقاً بطول 4 أميال لتصريف المناجم، وكان ذلك أحد أعظم الإنجازات الهندسية في القرن 19. وساعد هذا الاكتشاف في تمويل الحرب الأهلية الأمريكية، وبنى ثروات لعائلات مثل هيرست وماكاي.
كشف القرن 20 عن الخصائص الفريدة للفضة: أعلى موصلية كهربائية وحرارية بين جميع العناصر، وتأثيرات قوية مضادة للميكروبات، ومركبات حساسة للضوء. وأدت هذه الاكتشافات إلى تطبيقات في الإلكترونيات والطب والطاقة المتجددة، وهي أمور لم يكن بوسع الحضارات القديمة تصورها، مما ضمن استمرار أهمية الفضة في عصرنا التكنولوجي.
يمتد أثر الفضة إلى ما هو أبعد بكثير من الاقتصاد، ليشمل اللغة والثقافة والفن. وتعكس مصطلحات مثل «فصيح اللسان» و«الشاشة الفضية» و«الرصاصة الفضية» قيمتها ونقاءها المتصورين. وترتبط الفضة في ثقافات كثيرة بالقمر والأنوثة والحماية من الشر؛ وهي معتقدات أثرت في كل شيء، من أساطير المستذئبين إلى تصاميم المجوهرات التقليدية.
الاستخدامات
كانت الفضة حجر الأساس لصناعة المجوهرات لأكثر من 6,000 عام. ولا تزال الفضة الإسترلينية (92.5% فضة، 7.5% نحاس) المعيار العالمي للمجوهرات الفاخرة وأدوات المائدة والأغراض الزخرفية. ويجعل مظهر الفلز اللامع وقابليته للتشكيل منه خياراً مثالياً للتصاميم الدقيقة، من الأطواق السلتية القديمة إلى القطع الحديثة ذات الطابع البسيط.
تجعل الموصلية الكهربائية الاستثنائية للفضة (الأعلى بين جميع العناصر) منها عنصراً لا غنى عنه في الإلكترونيات. وتُستخدم في كابلات الصوت عالية الجودة ولوحات مفاتيح الحاسوب ومكونات الهواتف المحمولة وشرائح RFID. كما تُحدث الجسيمات النانوية الفضية ثورة في الإلكترونيات المرنة والدوائر المطبوعة للتكنولوجيا القابلة للارتداء.
تُعد هاليدات الفضة (AgCl, AgBr, AgI) أساس التصوير الفوتوغرافي التقليدي. وتخضع هذه المركبات الحساسة للضوء لتغيرات كيميائية عند تعرضها للضوء، فتُنشئ الصورة الفوتوغرافية. وعلى الرغم من هيمنة التصوير الرقمي، تظل الأفلام القائمة على الفضة ضرورية للتطبيقات المتخصصة والتصوير الفني.
عُرفت الخصائص المضادة للميكروبات للفضة منذ العصور القديمة. ويستخدم الطب الحديث الأجهزة الطبية المطلية بالفضة وضمادات الجروح والأدوات الجراحية. وتُجرى أبحاث على الجسيمات النانوية الفضية لاستخدامها في أنظمة توصيل الأدوية وعلاج السرطان. ويُعد كريم سلفاديازين الفضة علاجاً أساسياً لجروح الحروق.
يُعد معجون الفضة بالغ الأهمية في تصنيع الألواح الشمسية، إذ يشكل الشبكة الموصلة التي تجمع الإلكترونات الناتجة عن الخلايا الكهروضوئية. ويحتوي كل لوح شمسي على نحو 15-20 غراماً من الفضة. ومع توسع الطاقة الشمسية عالمياً، يمثل هذا التطبيق أحد أسرع استخدامات الفضة نمواً.
تنتج الفضة أكثر المرايا قدرةً على عكس الضوء، إذ تعكس 95% من الضوء المرئي. وتعتمد التلسكوبات والمجاهر والأدوات البصرية الدقيقة عالية الجودة على المرايا المطلية بالفضة. كما تُستخدم الخصائص العاكسة للفضة في النوافذ الموفرة للطاقة والزجاج المعماري.
استُخدمت الفضة عملةً لآلاف السنين، ولا تزال فلزاً استثمارياً رائجاً. وتُتداول العملات والسبائك الفضية عالمياً بوصفها مخازن للقيمة. ولا تزال دول كثيرة تسك عملات فضية تذكارية، ويستمر الدور النقدي للفضة في أسواق الفلزات النفيسة الحديثة.
تُعد محفزات الفضة ضرورية لإنتاج الفورمالديهايد وأكسيد الإيثيلين ومواد كيميائية صناعية أخرى. وتستخدم صناعة السيارات الفضة في المحولات الحفازة لمحركات الديزل. كما تتيح الخصائص التحفيزية للفضة إنتاج اللدائن والمواد الاصطناعية.
لا تزال أدوات المائدة الفضية الإسترلينية وقطع التقديم وأطقم الشاي رموزاً للأناقة والجودة. وتثبط الخصائص المضادة للميكروبات في الفضة نمو البكتيريا طبيعياً، مما يجعلها صحية لتقديم الطعام. وتورث عائلات كثيرة مقتنياتها الفضية العريقة عبر الأجيال.
المجوهرات الفضية رفاهية متاحة؛ فهي أقل تكلفة من الذهب لكنها جميلة بالقدر نفسه. ومن خواتم الخطوبة إلى مجوهرات الأزياء، يتيح تنوع الفضة إمكانات لا حصر لها للتصميم. ويختار كثير من الناس الفضة بسبب لونها البارد وطابعها العصري.
من المرجح أن يحتوي هاتفك الذكي على الفضة في لوحات دوائره وموصلاته ومساراته الموصلة. وتضمن الفضة توصيلات كهربائية موثوقة في كل شيء، من سماعات الرأس إلى أجهزة الألعاب. ويمس استخدامها في الإلكترونيات حياتنا اليومية باستمرار.
تمنع الملابس والجوارب والملابس الرياضية المشبعة بالفضة البكتيريا المسببة للروائح. وتوفر الجسيمات النانوية الفضية في الغسالات وأنظمة تنقية المياه حماية مستمرة ضد الميكروبات. وتحتوي بعض الضمادات ومنتجات الإسعافات الأولية على الفضة للوقاية من العدوى.
استُخدمت حشوات ملغم الفضة في طب الأسنان لأكثر من 150 عاماً. وعلى الرغم من انخفاض شيوعها اليوم، جعلت متانة الفضة وخصائصها المضادة للميكروبات منها خياراً موثوقاً لترميم الأسنان. ولا تزال بعض مواد طب الأسنان الحديثة تدمج الجسيمات النانوية الفضية.
تحتوي المركبات الحديثة على الفضة في الأنظمة الكهربائية ومزيلات ضباب النوافذ وأنظمة الملاحة. وتضمن نقاط التلامس المطلية بالفضة التشغيل الموثوق لأنظمة السلامة الأساسية. وتستخدم المركبات الكهربائية كمية أكبر من الفضة بسبب أنظمتها الكهربائية المعقدة.
توجد الفضة في الأغراض الزخرفية وإطارات الصور وحوامل الشموع والإكسسوارات المنزلية الفاخرة. وتوفر الأغراض المطلية بالفضة جمال الفضة بتكلفة أقل. وتستخدم أسر كثيرة الفضة يومياً دون أن تدرك ذلك في الأجهزة والأدوات الإلكترونية.
مصدره
0.075 mg/kg من القشرة الأرضية · أوفر من 41% من العناصر
توجد الفضة طبيعياً في القشرة الأرضية بتركيز متوسط يبلغ 0.08 جزء في المليون، مما يجعلها أندر من الذهب بنحو 20 مرة من حيث الوزن. ويتكون هذا الفلز النفيس عبر عمليات جيولوجية رائعة تركزه في رواسب قابلة للتعدين في أنحاء العالم.
تتكون الفضة الأصلية (الفضة الفلزية النقية) في العروق الحرارية المائية، حيث تدور المياه الساخنة الغنية بالمعادن عبر شقوق الصخور. ومن رواسب الفضة الأصلية الشهيرة كونغسبيرغ في النرويج وشبه جزيرة كيويناو في ميشيغان. وغالباً ما تتميز هذه الرواسب ببلورات فضية متشعبة (شبيهة بالأشجار) رائعة يقدّرها جامعو المعادن.
توجد معظم الفضة في مركبات معدنية بدلاً من الفلز النقي. وتشمل معادن الفضة الأساسية الأرجنتيت (Ag₂S) والبروستيت (Ag₃AsS₃) والبيرارغيريت (Ag₃SbS₃). والإلكتروم، وهو سبيكة طبيعية من الذهب والفضة تحتوي على 20-70% فضة، كان مهماً تاريخياً ولا يزال يوجد في كثير من رواسب الذهب.
يأتي نحو 70% من إنتاج الفضة كمنتج ثانوي لتعدين فلزات أخرى، ولا سيما الرصاص والزنك والنحاس. وغالباً ما تحل الفضة محل هذه الفلزات في معادن خام الكبريتيد. وتشمل المناطق الرئيسية المنتجة للفضة المكسيك (أكبر منتج في العالم) وبيرو والصين وروسيا.
أنتج عرق كومستوك الشهير في نيفادا أكثر من 8.5 مليون أونصة من الفضة بين عامي 1859-1898. وكانت قمة سيرو ريكو في بوتوسي بالمكسيك غنية بالفضة إلى حد أنها وفرت معظم فضة العالم لمدة 300 عام. واليوم ينتج منجم كانينغتون في أستراليا نحو 1,300 طن من الفضة سنوياً.
تحتوي مياه البحر على نحو 0.1-2 جزء في المليار من الفضة، مما يمثل مورداً هائلاً لكنه غير اقتصادي حالياً. وتتراكم الفضة في بعض الكائنات البحرية، ولا سيما أصداف بعض الرخويات. وقد يتيح التعدين في أعماق البحار مستقبلاً الوصول إلى عقد متعددة الفلزات غنية بالفضة في قيعان المحيطات.
الفضة وفيرة نسبياً في النيازك، ولا سيما النيازك الحديدية التي قد تحتوي على فضة تزيد بما يصل إلى 100 مرة على الصخور الأرضية. ويتكون العنصر عبر التخليق النووي النجمي في النجوم الضخمة، ويتشتت أثناء انفجارات المستعرات العظمى، ثم يندمج في النهاية في أنظمة كوكبية مثل نظامنا.
التعامل
تُعد الفضة واحدة من أكثر الفلزات أماناً عند ملامسة الإنسان واستخدامه لها. وقد استُخدمت في التطبيقات الطبية وخدمات الطعام والمجوهرات لآلاف السنين دون مخاوف صحية كبيرة لدى معظم الناس.
آمنة للاستخدام العادي: المجوهرات الفضية الإسترلينية وأدوات المائدة آمنة عند ملامسة الجلد مباشرة. وقد يعاني بعض الأشخاص تفاعلات تحسسية تجاه سبائك النحاس أو النيكل في الأغراض المطلية بالفضة، لكن الفضة النقية نادراً ما تسبب تهيج الجلد.
حالة نادرة: قد يسبب التعرض المطول لمركبات الفضة الأرجيرية، وهي تغير دائم في لون الجلد إلى الأزرق الرمادي. ويحدث ذلك أساساً بسبب تناول مكملات الفضة الغروية أو التعرض الصناعي لغبار الفضة. والحالة تجميلية وليست مهددة للحياة.
احتياطات صناعية: ينبغي للعاملين الذين يتعاملون مع غبار الفضة أو مركباتها استخدام تهوية مناسبة ومعدات واقية. ويبلغ حد التعرض الذي تحدده OSHA مقدار 0.01 mg/m³ لفلز الفضة ومركباتها القابلة للذوبان في هواء مكان العمل.
مركبات تفاعلية: نترات الفضة مادة أكالة وقد تسبب حروقاً. وقد يكون غبار الفضة قابلاً للاحتراق. تعامل دائماً مع المواد الكيميائية الفضية باستخدام معدات السلامة المناسبة وفي مناطق جيدة التهوية.
سمية بيئية منخفضة: يمكن أن تؤثر الخصائص المضادة للميكروبات للفضة في الكائنات الحية الدقيقة المائية عند التركيزات العالية. ويمنع التخلص السليم من المنتجات المحتوية على الفضة وإعادة تدويرها تراكمها في البيئة.
إجابات سريعة
للفضة تطبيقات عديدة:
المجوهرات والأغراض الزخرفية: تُستخدم غالبًا في الخواتم والقلائد والأشياء الزخرفية
الإلكترونيات: موصل ممتاز يُستخدم في الدوائر والمفاتيح والألواح الشمسية
التصوير الفوتوغرافي: مركبات الفضة في التصوير الفوتوغرافي التقليدي بالأفلام
الطب: خصائص مضادة للميكروبات في الضمادات والأجهزة الطبية
العملة: استُخدمت تاريخيًا كأموال، ولا تزال تُستخدم في العملات الاستثمارية
تفقد الفضة لمعانها بسبب تفاعل كيميائي مع مركبات الكبريت في الهواء:
العملية: تتفاعل الفضة مع كبريتيد الهيدروجين (H₂S) لتكوين كبريتيد الفضة (Ag₂S)
المظهر: تكوّن طبقة داكنة على السطح
الوقاية: تُخزّن في حاويات محكمة الإغلاق، وتُستخدم شرائط مانعة لفقدان اللمعان
التنظيف: يمكن إزالتها بملمّع الفضة أو معجون صودا الخبز
تتمتع الفضة بأعلى موصلية كهربائية بين جميع العناصر بسبب:
الإلكترونات الحرة: يتحرك إلكترون تكافؤ واحد بسهولة عبر الشبكة الفلزية
البنية البلورية: يتيح الترتيب المكعّب متمركز الوجوه تدفق الإلكترونات بكفاءة
المقاومة المنخفضة: 1.59 × 10⁻⁸ Ω·m عند 20°C
الاستخدامات: تُستخدم في الإلكترونيات المتقدمة والألواح الشمسية ونقاط التلامس الكهربائية رغم ارتفاع التكلفة
فلز الفضة غير سام عمومًا للإنسان في صورته النقية. ومع ذلك:
مركبات الفضة قد تكون سامة إذا ابتُلعت بكميات كبيرة
التصبغ الفضي: يمكن أن يؤدي التعرض المزمن لمركبات الفضة إلى تحوّل الجلد إلى اللون الأزرق الرمادي
التعامل الآمن: مجوهرات الفضة النقية وأدواتها آمنة تمامًا للاستخدام اليومي
مضاد للميكروبات: سمّية الفضة للبكتيريا تجعلها مفيدة في التطبيقات الطبية
فضة (رمزه Ag) هو العنصر 47 في الجدول الدوري، وينتمي إلى فلز انتقالي في الدورة 5 والمجموعة 11. أفضل موصل كهربائي وحراري بين جميع العناصر، ومضاد ميكروبي معروف منذ العصور القديمة. في درجة حرارة الغرفة، يكون صلباً.
[Kr] 4d¹⁰ 5s¹، ويشغل 5 مستويات من مستويات الطاقة بتوزيع 2, 8, 18, 18, 1.ينصهر فضة عند 1234.9 K (961.8 °C) ويغلي عند 2435 K (2161.9 °C).
تبلغ الكتلة الذرية القياسية لـ فضة 107.868 u. وهذا متوسط موزون لنظائره الموجودة طبيعياً، ولذلك نادراً ما يكون عدداً صحيحاً.
تبلغ كثافة فضة مقدار 10.501 g/cm³. تبلغ كثافة الماء 1.0 g/cm³، لذا تكون كتلة من فضة أثقل بنحو 10.5×.
تبلغ كهروسلبية فضة وفق مقياس باولنغ 1.93. ويتراوح المقياس من 0.70 (الفرانسيوم، الأقل ميلاً إلى جذب الإلكترونات) إلى 3.98 (الفلور، الأكثر ميلاً). تميل القيم ضمن هذا النطاق المتوسط إلى تكوين روابط تساهمية بدلًا من الروابط الأيونية القوية.