80 Hg زئبق 200.592
فلز انتقالي المستوى الفرعي d الدورة 6 المجموعة 12

زئبق

Hg · العنصر 80 · فلز انتقالي

الفلز الوحيد السائل عند درجة حرارة الغرفة، وهو سم عصبي قوي.

الحالة عند 20°C سائل
الكتلة الذرية 200.592 u
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²

البنية

ذرة زئبق

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.

سحابة المدار

القيم المقاسة

ورقة الخصائص

يوضح كل شريط موضع زئبق بين جميع العناصر الـ118 بالنسبة إلى تلك الخاصية.

الفيزيائية

الكثافة 13.534 g/cm³ 79%
نقطة الانصهار 234.3 K 11%
نقطة الغليان 629.9 K 17%
الحرارة النوعية 0.14 J/g·K
الموصلية الحرارية 8.3 W/m·K 23%

الذرية

نصف القطر الذري 151 pm 45%
نصف القطر التساهمي 132 pm
نصف قطر فان دير فالس 209 pm

الإلكترونية

الكهروسلبية 2 68%
طاقة التأين 1007.3 kJ/mol 86%
الألفة الإلكترونية —

الوجود

الوفرة في القشرة 0.085 mg/kg 42%

الهوية

الرمزHg
العدد الذري80
الكتلة الذرية200.592 u
الفئةفلز انتقالي
المستوى الفرعيd
البنية البلوريةمعيني قائم
حالات الأكسدة-2, +1, +2
سنة الاكتشافancient
اكتشفهمعروف منذ العصور القديمة

المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.

الحجم، وفق المقياس

ما حجم ذرة زئبق؟

نصف القطر 151 pm — أي 0.151 nm، ولذلك فإن نحو 3.31 مليون ذرة منها متجاورة ستغطي ملليمترًا واحدًا.

المدى الحراري

صلب، سائل، غاز — ومتى

يكون زئبق سائلًا ضمن مجال 396 K، من 234 K إلى 630 K.

موضعه

موضعه في الجدول

تقع زئبق في الدورة 6، والمجموعة 12. تشترك جميع العناصر في المجموعة 12 في العدد نفسه من الإلكترونات الخارجية، ولذلك تتصرف بطريقة متشابهة جدًا.

عناصر الفلزات الانتقالية الأخرى

جميع عناصر الفلزات الانتقالية

القصة

ماهيّة زئبق وكيف اكتشفناه

الفلز الوحيد السائل عند درجة حرارة الغرفة، وهو سم عصبي قوي.

اكتشاف زئبق

الزئبق: عجيبة قديمة وحذر حديث

الاكتشاف القديم والافتتان المبكر (2000+ قبل الميلاد)

يسبق اكتشاف الزئبق التاريخ المكتوب، إذ عثرت الحضارات القديمة عليه بصورة مستقلة بوصفه معدناً سائلاً آسراً في رواسب الزنجفر الطبيعية. وكان من الممكن تسخين معدن الزنجفر الأحمر اللامع (HgS) لإطلاق زئبق سائل لامع يتحرك كما لو كان كائناً حياً؛ وهي خاصية بدت سحرية للشعوب القديمة.

أطلق الخيميائيون الصينيون قبل أكثر من 2,000 عام على الزئبق اسم «الفضة السريعة»، واعتقدوا أنه يحمل سر الخلود. ويُقال إن الإمبراطور الصيني تشين شي هوانغ (259-210 قبل الميلاد) تناول حبوب الزئبق سعياً وراء الحياة الأبدية، الأمر الذي عجّل بوفاته بسبب التسمم بالزئبق.

تُظهر رسوم المقابر المصرية من الأسرة الثامنة عشرة (1550-1292 قبل الميلاد) عمالاً يعالجون الزنجفر، مما يدل على فهم متقدم لاستخراج الزئبق. واستخدم المصريون الزئبق في مستحضرات التجميل، واعتقدوا أن له خصائص غامضة تصل بين العالم الأرضي والعالم الإلهي.

وصف الفلاسفة اليونانيون، ومن بينهم أرسطو (384-322 قبل الميلاد)، الزئبق بأنه «فضة سائلة»، وأدركوا أنه يختلف اختلافاً جوهرياً عن المعادن الأخرى. ولاحظوا أن الزئبق يستطيع إذابة الذهب والفضة، مما أرسى أساس النظريات الخيميائية اللاحقة.

الحضارات الكلاسيكية وشبكات التجارة (500 قبل الميلاد - 500 ميلادي)

طوّر المهندسون الرومان تقنيات متقدمة لاستخراج الزئبق من خامات الزنجفر. وأصبحت مناجم ألمادين في إسبانيا، التي شغّلها الرومان منذ 50 قبل الميلاد، المصدر الرئيسي للزئبق في الإمبراطورية. واستخدم الرومان الزئبق لاستخراج الذهب، فكوّنوا ملاغم أحدثت ثورة في استرداد المعادن النفيسة.

قدّم بلينيوس الأكبر (23-79 ميلادي) أوصافاً تفصيلية لخصائص الزئبق وطرائق استخراجه في كتابه «التاريخ الطبيعي». وتصف كتاباته قدرة الزئبق على استخراج الذهب من الخام، واستخدامه في المرايا، والملاحظات المبكرة لتأثيراته السامة في عمال المناجم.

طوّر الخيميائيون المسلمون كيمياء الزئبق تطوراً كبيراً خلال القرنين 8-13. ووضع جابر بن حيان (722-815 ميلادي) نظرية الزئبق والكبريت في تركيب المعادن، مقترحاً أن جميع المعادن تتكون من الزئبق والكبريت بنسب مختلفة؛ وهي نظرية أثرت في الخيمياء لقرون.

نقلت شبكات التجارة التي تأسست خلال هذه الفترة الزئبق عبر مسافات شاسعة. فقد وصل الزئبق من المناجم الإسبانية إلى الصين عبر طرق الحرير، بينما تحرك الزئبق الصيني غرباً، مما أنشأ أول اقتصاد عالمي للزئبق.

عصر الاستكشاف وزئبق العالم الجديد (1500-1700)

كشف الفتح الإسباني للأمريكتين عن رواسب هائلة من الزئبق في منطقة وانكافيليكا في بيرو. وسرعان ما أدرك المستعمرون الإسبان أن زئبق العالم الجديد يمكن أن يزيد إنتاج الفضة زيادة كبيرة من مناجم المكسيك وبيرو باستخدام عمليات الملغمة.

أصبحت مناجم زئبق وانكافيليكا، التي أطلق عليها السكان الأصليون اسم «جبل السم»، أخطر مكان للعمل في أمريكا الاستعمارية. وتشير السجلات الاستعمارية الإسبانية إلى وفاة أكثر من 8 ملايين عامل من السكان الأصليين في هذه المناجم خلال ثلاثة قرون؛ وهي تكلفة بشرية موّلت التوسع الإمبراطوري الإسباني.

استخدمت عملية الفناء، التي طوّرها بارتولومي دي ميدينا عام 1554، الزئبق لاستخراج الفضة من الخامات منخفضة الدرجة. وقد زادت هذه التقنية الثورية إنتاج الفضة بنسبة 300%، لكنها تطلبت كميات هائلة من الزئبق، مما أدى إلى تكثيف التعدين في وانكافيليكا وألمادين.

ربطت تجارة الزئبق العالمية خلال هذه الفترة أمريكا الإسبانية بالأسواق الأوروبية والآسيوية. وكانت سفن الزئبق العابرة للمحيط الهادئ تصل إنتاج الفضة الأمريكي بالطلب الصيني على المعادن النفيسة، مما أنشأ أول سوق عالمي حقيقي للسلع.

الثورة العلمية والفهم العلمي (1600-1800)

استخدم إيفانجيليستا توريشيللي (1608-1647) الخصائص الفريدة للزئبق لاختراع البارومتر عام 1643، فأثبت أن للهواء وزناً وأنشأ أول طريقة دقيقة لقياس الضغط الجوي. وأصبح عمود الزئبق الذي ابتكره معياراً لقياس الضغط في جميع أنحاء العالم.

طوّر غابرييل فهرنهايت (1686-1736) مقياس الحرارة الزئبقي، مما أحدث ثورة في قياس درجة الحرارة. وجعل التمدد الخطي للزئبق ومداه الواسع في الحالة السائلة منه مادة مثالية لمقاييس الحرارة الدقيقة، فأصبحت موازين الحرارة الزئبقية معايير علمية لثلاثة قرون.

درس أنطوان لافوازييه (1743-1794) دور الزئبق في التفاعلات الكيميائية، ولا سيما سلوكه عند تسخينه في الهواء. وساعدت تجاربه على أكسيد الزئبق في إرساء الفهم الصحيح لطبيعة الاحتراق وتركيب الهواء، وأسهمت في الثورة الكيميائية.

اكتشف أليساندرو فولتا (1745-1827) أن بخار الزئبق يوصل الكهرباء، مما أدى إلى تطبيقات كهربائية مبكرة. وأسهم عمله على الزئبق في فهم التوصيل الكهربائي وأدى إلى تطوير مصابيح بخار الزئبق.

التطبيقات الصناعية والإنتاج الضخم (1800-1900)

أدى حمى الذهب في كاليفورنيا (1849-1855) إلى طلب هائل على الزئبق، إذ استخدم المنقبون الملغمة لاستخراج الذهب من الرواسب الغرينية. وأصبح منجم نيو ألمادين في كاليفورنيا أكثر مصادر الزئبق إنتاجية في أمريكا الشمالية، فوفّر التقنية التي جعلت حمى الذهب ممكنة.

استخدم تصنيع القبعات اللبادية مركبات الزئبق في عمليات التلبيد، مما أدى إلى ظهور متلازمة «صانع القبعات المجنون» بسبب التعرض المزمن للزئبق. وأظهر هذا التطبيق الصناعي تعدد استخدامات الزئبق، وكشف في الوقت نفسه آثاره الصحية الخطيرة من خلال تسمم العمال.

طوّر تصنيع المرايا في البندقية تقنيات متقدمة باستخدام ملاغم الزئبق والقصدير لصنع أجود المرايا في العالم. وكان صانعو المرايا البنادقة يحرسون أسرارهم القائمة على الزئبق بعناية شديدة، حتى إن كشف التقنيات كان يعاقب عليه بالإعدام.

ازدهر صنع الأدوات العلمية لأن الخصائص الفريدة للزئبق أتاحت صناعة بارومترات وموازين حرارة وأجهزة قياس أخرى عالية الدقة. وأصبحت هذه الأدوات ضرورية للأرصاد الجوية والملاحة والبحث العلمي في جميع أنحاء العالم.

الفهم الحديث والوعي البيئي (1900-حتى الآن)

قدّم مرض ميناماتا في اليابان (1956) دليلاً مأساوياً على أخطار الزئبق البيئية. فقد تسبب التسمم بميثيل الزئبق الناتج عن التلوث الصناعي في أضرار عصبية شديدة لآلاف الأشخاص، مما أدى إلى وعي عالمي باستمرار الزئبق في البيئة وسميته.

كشف البحث البيئي عن الدورة العالمية للزئبق عبر الغلاف الجوي والمحيطات والنظم البيئية. واكتشف العلماء أن الزئبق المنبعث في أي مكان على الأرض يمكن أن يؤثر في النظم البيئية في جميع أنحاء العالم عبر النقل الجوي والتراكم الحيوي في السلاسل الغذائية.

تستخدم تطبيقات الفيزياء النووية الخصائص النووية الفريدة للزئبق في مرافق بحثية متخصصة. وتتيح أهداف الزئبق في مصادر نيوترونات التفتت إجراء أبحاث متقدمة على المواد، رغم أن هذه التطبيقات تتطلب احتياطات واسعة لضمان السلامة.

تمثل اتفاقية ميناماتا (2013) اعترافاً دولياً بالتهديد البيئي العالمي الذي يشكله الزئبق. وتلتزم الدول بموجب هذه المعاهدة بخفض استخدام الزئبق وانبعاثاته، مما يمثل تطور علاقة البشرية بهذا العنصر الرائع والخطير في آن واحد.

حلّت البدائل الحديثة محل الزئبق في معظم التطبيقات التقليدية. فموازين الحرارة الرقمية وإضاءة LED والمفاتيح الخالية من الزئبق توفر الوظائف نفسها من دون المخاطر الصحية والبيئية، مما يجسد قدرة العلم على تحسين التقنيات القديمة.

الاستخدامات

استخدامات زئبق

التطبيقات الصناعية

الأدوات العلمية وأدوات القياس

مقاييس الحرارة التقليدية استفادت من خاصية الزئبق الفريدة المتمثلة في التمدد الحراري المنتظم ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة. وقد جعلت حالته السائلة عند درجة حرارة الغرفة وتمددُه الخطي منه مادة مثالية لقياس درجات الحرارة بدقة من -39°C إلى 357°C. وعلى الرغم من الاستغناء عنها إلى حد كبير بسبب مخاوف السمية، لا تزال مقاييس الحرارة الزئبقية تمثل المعيار الذهبي للدقة في بعض التطبيقات العلمية.

البارومترات والمانومترات تعتمد على الكثافة العالية للزئبق (13.5 g/cm³) لقياس الضغوط الجوية وضغوط الغاز بدقة استثنائية. ويستخدم أنبوب توريتشيلي الشهير وزن الزئبق لإنشاء فراغ وقياس الضغط الجوي، وهو مبدأ اكتُشف عام 1643 وأحدث ثورة في علم الأرصاد الجوية والفيزياء.

معدات المختبر، بما في ذلك مضخات الانتشار، ونقاط التلامس الكهربائية، والأقطاب المتخصصة، تستفيد من الموصلية الكهربائية الممتازة والخمول الكيميائي للزئبق. ولا تزال مرافق البحث تستخدم مهبطات الزئبق في تطبيقات كهروكيميائية محددة لا يوجد فيها بديل مناسب.

معايير المعايرة في القياسات الدقيقة تعتمد على خصائص الزئبق الثابتة. وتُستخدم النقطة الثلاثية للزئبق مرجعًا أساسيًا لدرجة الحرارة في مقياس درجة الحرارة الدولي، مما يضمن اتساق القياسات على مستوى العالم.

التطبيقات الكهربائية والإلكترونية

مصابيح بخار الزئبق تنتج ضوءًا فوق بنفسجيًا شديدًا للتعقيم، ومعالجة المياه، والعمليات الصناعية المتخصصة. وتولد هذه المصابيح إشعاع UV-C الذي يدمر البكتيريا والفيروسات وغيرها من مسببات الأمراض بفاعلية، مما يجعلها ذات قيمة في أنظمة تنقية الهواء والماء.

الإضاءة الفلورية تحتوي على كميات صغيرة من بخار الزئبق الذي ينتج ضوءًا فوق بنفسجي عند تنشيطه. ثم يتسبب هذا الضوء فوق البنفسجي في جعل الطلاءات الفوسفورية تبعث ضوءًا مرئيًا، مكوّنةً الإضاءة الموفرة للطاقة التي هيمنت على الإضاءة التجارية والسكنية قبل ظهور تقنية LED.

المفاتيح والمرحلات الكهربائية تستخدم موصلية الزئبق السائل لإنشاء أجهزة تبديل صامتة وموثوقة. ولا تحتوي مفاتيح الزئبق على أجزاء متحركة تتعرض للتلف، كما يمكنها التعامل مع تيارات عالية دون حدوث قوس كهربائي، مما يجعلها ذات قيمة في التطبيقات الصناعية المتخصصة.

أنابيب المقومات في الأنظمة الكهربائية عالية القدرة تستخدم بخار الزئبق لتحويل التيار المتناوب إلى تيار مستمر. ويمكن لهذه الأجهزة التعامل مع مستويات هائلة من القدرة، ولا تزال مهمة في تطبيقات صناعية محددة مثل أنظمة السكك الحديدية الكهربائية.

الصناعة الكيميائية والتحفيز

إنتاج الكلور-قلوي استخدم تاريخيًا مهبطات الزئبق لإنتاج غاز الكلور وهيدروكسيد الصوديوم من المياه المالحة. وعلى الرغم من استبداله إلى حد كبير بتقنية الأغشية بسبب المخاوف البيئية، لا تزال بعض المنشآت تستخدم تقنية الخلايا الزئبقية لإنتاج الكلور فائق النقاء اللازم في تطبيقات متخصصة.

العمليات التحفيزية في الصناعة الكيميائية تستخدم مركبات الزئبق بوصفها عوامل حفازة لتفاعلات محددة في التخليق العضوي. وتحفز أملاح الزئبق إماهة الأسيتيلين لإنتاج الأسيتالديهيد، رغم تفضيل البدائل الأكثر أمانًا بصورة متزايدة.

كيمياء الملغم تستفيد من قدرة الزئبق على إذابة العديد من الفلزات لإنشاء سبائك مفيدة. وتتيح هذه الخاصية تنقية الفلزات، وعمليات الاستخلاص، والتطبيقات الفلزية المتخصصة التي تكون فيها التقنيات التقليدية غير كافية.

تصنيع المستحضرات الصيدلانية يستخدم أحيانًا مركبات الزئبق في تفاعلات تخليق متخصصة، رغم أن اللوائح الصارمة والطرائق البديلة قللت هذه التطبيقات بدرجة كبيرة.

التطبيقات السنية والطبية (تاريخية)

حشوات الملغم السني جمعت الزئبق مع الفضة والقصدير والنحاس لإنشاء ترميمات متينة للأسنان. وقد وفرت هذه الحشوات، المستخدمة لأكثر من 150 عامًا، إصلاحات سنية قوية وطويلة الأمد. وعلى الرغم من تفضيل المواد المركبة الحديثة، لا تزال حشوات الملغم فعالة وآمنة لكثير من المرضى.

المركبات المطهرة مثل الميركوروكروم والثيميروسال استخدمت الخصائص المضادة للميكروبات للزئبق في علاج الجروح وحفظ اللقاحات. وقد أُوقفت هذه التطبيقات إلى حد كبير بسبب مخاوف السمية وتوافر بدائل أكثر أمانًا.

الأجهزة الطبية، بما في ذلك أجهزة قياس ضغط الدم، استخدمت أعمدة الزئبق لتوفير قياسات دقيقة للضغط. وعلى الرغم من أن الأجهزة الرقمية أصبحت الآن هي المعيار، لا تزال أجهزة قياس ضغط الدم الزئبقية تمثل المعيار المرجعي لدقة قياس ضغط الدم.

التعدين والفلزات

استخلاص الذهب من خلال تكوين الملغم مورس لأكثر من 2,000 عام. وتتيح قدرة الزئبق على إذابة الذهب استرداد جسيمات الذهب الدقيقة من الخام والرواسب. وعلى الرغم من أن المخاوف البيئية أدت إلى فرض قيود، لا تزال هذه الطريقة مستخدمة في بعض عمليات التعدين الصغيرة النطاق في أنحاء العالم.

معالجة الفضة تستخدم أيضًا تكوين ملغم الزئبق لفصل الفلزات النفيسة عن الخام. وتتضمن العملية خلط الزئبق بالخام المسحوق، والسماح للزئبق بامتصاص الفلزات النفيسة، ثم تسخينه لتبخير الزئبق واسترداد الفلز النقي.

تصنيع المرايا استخدم تاريخيًا الزئبق لإنشاء أسطح عاكسة من خلال تغطية الزجاج بملغم الزئبق والقصدير. وقد وفرت هذه المرايا انعكاسية ومتانة فائقتين، رغم أن الطلاءات الحديثة من الألومنيوم والفضة حلت محل العمليات القائمة على الزئبق.

الأبحاث المتخصصة والتطبيقات النووية

الأبحاث النووية تستخدم الخصائص النووية الفريدة للزئبق في تطبيقات متخصصة. ويُستخدم الزئبق مادةً هدفًا في مصادر نيوترونات التفتت، حيث تصطدم بروتونات عالية الطاقة بنوى الزئبق لإنتاج حزم نيوترونية شديدة لأبحاث المواد.

إنتاج النظائر يستخدم أهدافًا من الزئبق لإنشاء نظائر مشعة للتطبيقات الطبية والبحثية. وتتضمن العملية قذف الزئبق بالجسيمات لإنشاء نظائر محددة لازمة للطب النووي والبحث العلمي.

تطبيقات المركبات الفضائية شملت استخدام الزئبق في أنظمة دفع وأجهزة كهربائية متخصصة حيث تبرر خصائصه الفريدة المخاطر. وقد استخدمت بعض أنظمة الأقمار الصناعية المبكرة بطاريات ومفاتيح زئبقية لموثوقيتها في ظروف الفضاء.

الزئبق: مذهل لكنه خطير

قياس درجة الحرارة (يجري الاستغناء عنه تدريجياً)

موازين الحرارة التقليدية في المنازل القديمة قد تظل تحتوي على الزئبق، ويمكن التعرف عليها من خلال السائل الفضي الذي يرتفع وينخفض مع درجة الحرارة. توفر هذه الموازين قراءات دقيقة للغاية، لكنها تشكل مخاطر صحية خطيرة إذا انكسرت. حظرت معظم البلدان موازين الحرارة الزئبقية للاستخدام المنزلي، واستبدلت بها بدائل رقمية أو قائمة على الكحول.

موازين حرارة الحمى التي تحتوي على الزئبق كانت تُعدّ في السابق معياراً في كل خزانة أدوية. وعلى الرغم من دقتها الفائقة، فإن مقياس حرارة واحداً مكسوراً يطلق كمية كافية من بخار الزئبق لتتجاوز مستويات الهواء الداخلي الآمنة. إذا وجدت موازين حرارة زئبقية قديمة، فاتصل بمرفق النفايات الخطرة المحلي للتخلص منها بأمان.

موازين حرارة الحلوى والقلي العميق قد تظل تحتوي على الزئبق في الطرز القديمة. افحص معدات مطبخك واستبدل أي أجهزة تحتوي على الزئبق ببدائل رقمية توفر دقة مماثلة من دون مخاطر صحية.

الإضاءة والإلكترونيات

مصابيح الإضاءة الفلورية في منزلك ومكتبك تحتوي على كميات صغيرة من بخار الزئبق - عادةً 3-5 مليغرامات لكل مصباح. عندما ينكسر المصباح، يمكن لهذا الزئبق أن يتبخر ويشكل مخاطر صحية. احرص دائماً على تهوية المكان عند تنظيف المصابيح الفلورية المكسورة، ولا تستخدم المكنسة الكهربائية مطلقاً لجمع بقاياها.

المصابيح الفلورية المدمجة (CFLs) تحتوي أيضاً على الزئبق، ولكن بكميات أصغر من الأنابيب الفلورية التقليدية. وعلى الرغم من أن هذه المصابيح الموفرة للطاقة تساعد على تقليل انبعاثات الزئبق الإجمالية من محطات توليد الكهرباء، فإنها تتطلب التخلص منها بطريقة صحيحة في مراكز إعادة التدوير.

مصابيح LED لا تحتوي على الزئبق وتمثل خيار الإضاءة الأكثر أماناً وكفاءة. وقد أدى التحول إلى مصابيح LED إلى تقليل التعرض المنزلي للزئبق بدرجة كبيرة، مع توفير جودة إضاءة أفضل وتوفير في الطاقة.

المفاتيح الكهربائية القديمة في المنازل المبنية قبل 1970 قد تحتوي على مفاتيح إمالة زئبقية، ولا سيما في منظمات الحرارة وبعض مفاتيح الإضاءة. تحتوي هذه المفاتيح الصامتة على زئبق يمكن أن ينسكب إذا تضرر الجهاز أثناء إزالته أو تجديده.

حشوات ملغم الأسنان

حشوات الأسنان الفضية تحتوي في الواقع على نحو 50% من الزئبق المخلوط بالفضة والقصدير والنحاس. استُخدمت حشوات «الملغم» هذه لأكثر من 150 عاماً، ولا تزال فعالة في ترميم الأسنان. لكنها تطلق كميات صغيرة من بخار الزئبق عند المضغ.

يوفر معظم أطباء الأسنان الآن بدائل مركبة تتمتع بمتانة مماثلة من دون التعرض للزئبق. إذا كانت لديك حشوات ملغم، فتجنب إزالتها دون ضرورة ما لم يوصِ طبيب الأسنان بذلك، إذ يمكن أن تزيد عملية الإزالة التعرض للزئبق مؤقتاً.

السلامة السنية المتعلقة بالملغم لا تزال موضع نقاش. وبينما تعتبر منظمات صحية كبرى أن الملغم آمن لمعظم الناس، فقد ترغب النساء الحوامل والأطفال الصغار في التفكير في بدائل خالية من الزئبق عند إجراء أعمال سنية جديدة.

المنتجات الصناعية التي قد تصادفها

مقاييس الضغط الجوي وأجهزة القياس العتيقة في منزل أجدادك قد تحتوي على الزئبق. تستخدم هذه الأجهزة الجميلة وزن الزئبق لقياس الضغط الجوي، لكنها قد تسكب كميات خطيرة من الزئبق إذا تضررت.

بعض الألعاب والمجوهرات المستوردة ثبت أنها تحتوي على الزئبق، ولا سيما المنتجات القادمة من بلدان ذات لوائح أقل صرامة. احرص دائماً على شراء الألعاب والمجوهرات من مصادر موثوقة، واحذر المنتجات المستوردة المنخفضة السعر على نحو غير معتاد.

كريمات تفتيح البشرة القادمة من بعض المصادر تحتوي بشكل غير قانوني على مركبات الزئبق. يمكن أن تسبب هذه المنتجات تسممًا خطيرًا بالزئبق وينبغي تجنبها. افحص قوائم المكونات، واشترِ مستحضرات التجميل من مصادر خاضعة للرقابة فقط.

بعض البطاريات الزرية في الأجهزة القديمة كانت تحتوي على الزئبق، رغم أنه جرى الاستغناء عنها إلى حد كبير. عند التخلص من أي بطاريات، استخدم مرافق إعادة التدوير المناسبة لمنع وصول الزئبق إلى البيئة.

المخاوف البيئية ومخاوف السلسلة الغذائية

الأسماك والمأكولات البحرية قد تحتوي على الزئبق الذي يتراكم أحيائياً عبر السلسلة الغذائية. تميل الأسماك المفترسة الكبيرة مثل سمك القرش وأبو سيف والماكريل الملكي إلى احتواء مستويات أعلى من الزئبق. ينبغي للنساء الحوامل والأطفال الصغار الحد من استهلاك هذه الأنواع.

محطات توليد الكهرباء العاملة بالفحم تطلق الزئبق الذي يستقر في نهاية المطاف في المجاري المائية، حيث تحوله البكتيريا إلى ميثيل الزئبق - وهو الشكل الأكثر سمية. ثم يتركز هذا الزئبق في الأسماك والمحاريات، مما يجعل المأكولات البحرية المصدر الرئيسي للتعرض للزئبق لدى معظم الناس.

جهود التنظيف البيئي تركز على تقليل انبعاثات الزئبق من المصادر الصناعية. ويساعد اختيارك استخدام إضاءة LED ودعم الطاقة النظيفة على تقليل تلوث الزئبق الناتج عن توليد الكهرباء.

الحماية والوعي بالسلامة

الوقاية من التسمم بالزئبق تبدأ بالوعي. لا تتعامل مطلقاً مع الزئبق السائل بيدين عاريتين، واحرص دائماً على تهوية الأماكن التي قد يوجد فيها الزئبق. تتطلب انسكابات الزئبق الصغيرة إجراءات تنظيف خاصة - لا تستخدم المكنسة الكهربائية مطلقاً.

السلامة المنزلية تشمل تحديد الأشياء المحتوية على الزئبق والتخلص منها بطريقة صحيحة. تنظم مجتمعات كثيرة أياماً لجمع النفايات الخطرة، مخصصة تحديداً لأشياء مثل موازين الحرارة الزئبقية والمصابيح الفلورية والمفاتيح القديمة.

أعراض التعرض للزئبق تشمل الارتعاش ومشكلات الذاكرة وتغيرات المزاج. إذا اشتبهت في تعرضك للزئبق، فاستشر مقدم رعاية صحية يمكنه طلب الفحوص المناسبة والتوصية بالعلاج عند الضرورة.

المنتجات البديلة متوفرة الآن لكل استخدام تقليدي للزئبق تقريباً. توفر موازين الحرارة الرقمية ومصابيح LED ومواد الأسنان الخالية من الزئبق الفوائد نفسها من دون مخاطر صحية.

مصدره

الوجود الطبيعي

0.085 mg/kg من القشرة الأرضية · أوفر من 42% من العناصر

التوزيع العالمي للمعدن السائل

التكوين الجيولوجي والرواسب الرئيسية

يعكس وجود الزئبق في القشرة الأرضية عمليات جيولوجية فريدة تركّز هذا العنصر المتطاير. وبوفرة قشرية متوسطة لا تتجاوز 0.08 جزء في المليون، يُعد الزئبق نادراً نسبياً. يتكوّن معظم الزئبق نتيجة النشاط البركاني والعمليات الحرارية المائية التي تنقل الزئبق من أعماق الأرض إلى الرواسب السطحية.

يمثل الزنجفر (HgS) معدن خام الزئبق الرئيسي، إذ يُكوّن بلورات حمراء زاهية مميزة في مناطق النشاط البركاني الحديث. تتركز هذه الرواسب من خلال عملية تتحرك فيها السوائل الحاملة للزئبق صعوداً عبر شقوق الصخور، ثم تبرد وتتبلور مع اقترابها من السطح.

تُنشئ الرواسب الحرارية المائية أغنى تراكيز الزئبق من خلال مياه ساخنة محمّلة بالمعادن، تعمل على إذابة مركبات الزئبق وإعادة ترسيبها. تستمر هذه العمليات على مدى آلاف السنين، فتُنشئ رواسب زئبق مجدية اقتصادياً في المناطق ذات النشاط الجيولوجي النشط أو الحديث.

تعني طبيعة الزئبق المتطايرة أنه يتبخر بسهولة ويتحرك عبر التكوينات الصخرية، وغالباً ما يتركز في مناطق بعيدة عن مصدره الأصلي. وينشئ هذا الانتقال أنماطاً معقدة للرواسب، مما يشكل تحدياً للفهم الجيولوجي وعمليات التعدين على حد سواء.

주요 مصادر الزئبق العالمية

تهيمن الصين على إنتاج الزئبق العالمي، إذ تمثل نحو 80% من الإنتاج العالمي. وقد عمل منجم وانشان للزئبق في مقاطعة قويتشو لأكثر من 600 عام قبل إغلاقه في 2001، وهو أحد أكبر رواسب الزئبق في التاريخ. ويأتي الإنتاج الصيني المستمر من رواسب أصغر عديدة منتشرة في أنحاء البلاد.

تضم قيرغيزستان رواسب خيداركان، أحد أهم مناجم الزئبق المتبقية في العالم. وتقع هذه الرواسب في وادي فرغانة، وقد أنتجت الزئبق لأكثر من 50 عاماً، ولا تزال تحتوي على احتياطيات كبيرة.

تحتوي إسبانيا على منطقة ألمادن الشهيرة للزئبق، التي عملت لأكثر من 2,000 عام قبل إغلاقها في 2003. أنتجت ألمادن نحو ثلث كل الزئبق المستخرج على الإطلاق، وتمثل أكبر رواسب الزئبق المعروفة في العالم. والموقع الآن مُدرج ضمن مواقع التراث العالمي لليونسكو.

أنتجت الولايات المتحدة تاريخياً كميات كبيرة من الزئبق من سلسلة الساحل في كاليفورنيا، ولا سيما منطقتي نيو ألمادن ونيو إدريا. وقد زودت هذه الرواسب بالزئبق أثناء حمى الذهب في كاليفورنيا والحرب العالمية الثانية، لكنها مغلقة الآن بسبب المخاوف البيئية.

شغّلت إيطاليا منطقة مونتي أمياتا للزئبق في توسكانا، التي أسهمت بدرجة كبيرة في الإمداد العالمي قبل إغلاقها في ثمانينيات القرن العشرين. وتكوّنت هذه الرواسب من خلال العمليات الجيولوجية نفسها التي أنشأت الينابيع الساخنة الشهيرة في توسكانا.

الارتباطات البركانية والحرارية الأرضية

تواصل المناطق البركانية النشطة إطلاق الزئبق عبر الفوّهات والينابيع الساخنة. فعلى سبيل المثال، تطلق حديقة يلوستون الوطنية عدة أطنان من الزئبق سنوياً عبر معالمها الحرارية الأرضية، وهي عملية طبيعية مستمرة منذ آلاف السنين.

تنقل الأنظمة الحرارية الأرضية في أنحاء العالم الزئبق من المصادر العميقة في القشرة إلى السطح. وتُظهر الحقول الحرارية الأرضية في آيسلندا، ومنطقة توسكانا في إيطاليا، ومنطقة جايزرز في كاليفورنيا تراكيز مرتفعة من الزئبق مرتبطة بنشاطها الحراري الأرضي.

يمكن أن ينشئ النشاط البركاني الحديث رواسب زئبق من خلال عمليات يمكن رصدها في الوقت الفعلي. فقد أدى ثوران جبل سانت هيلينز في 1980 إلى ترسيب كميات قابلة للقياس من الزئبق في المناطق المحيطة، مما يوضح أن العمليات البركانية لا تزال تكوّن رواسب الزئبق حتى اليوم.

يطلق النشاط البركاني تحت سطح البحر الزئبق في الأنظمة المحيطية، حيث يمكن أن يتركز في الرواسب البحرية. وتمثل الفوّهات الموجودة في أعماق المحيط مصادر مهمة للزئبق في البيئات البحرية، مما يؤثر في دورة الزئبق العالمية.

المصادر الثانوية والزئبق الناتج عن الأنشطة البشرية

تحتوي رواسب الفحم على زئبق مصدره المواد النباتية القديمة والعمليات الجيولوجية. وعند احتراق الفحم، يتبخر هذا الزئبق ويدخل الغلاف الجوي، مما يجعل احتراق الفحم أكبر مصدر منفرد لتلوث الزئبق في العالم.

غالباً ما تواجه عمليات تعدين الذهب الزئبق في رواسب الخام، ولا سيما في المناطق التي استُخدم فيها الزئبق تاريخياً لاستخراج الذهب. ويجب على العديد من مناجم الذهب إدارة التلوث بالزئبق الناجم عن المصادر الطبيعية وممارسات التعدين السابقة.

يستعيد إعادة التدوير الصناعية الزئبق من مجاري نفايات مختلفة، بما في ذلك المصابيح الفلورية وحشوة الأسنان الملغمية والأجهزة الإلكترونية. وتوفر هذه المصادر الثانوية الآن أجزاء مهمة من الزئبق المستخدم في التطبيقات القانونية المتبقية.

ينشئ التلوث المتبقي الناتج عن استخدام الزئبق في الماضي مصادر بيئية مستمرة. وتواصل مواقع مناجم الزئبق السابقة والمنشآت الصناعية والمناطق التي شهدت استخداماً تاريخياً للزئبق إطلاق الزئبق في الهواء والماء بعد عقود من توقف العمليات.

الدورة البيئية والتوزيع

يجعل النقل الجوي من الزئبق ملوثاً عالمياً ينتقل آلاف الأميال من مصادر الانبعاث. ويتبخر الزئبق بسهولة ويمكن أن يبقى محمولاً في الهواء لأشهر، مما يسمح للانبعاثات المحلية بالتأثير في النظم البيئية البعيدة.

تعيد دورة المحيطات توزيع الزئبق عالمياً من خلال دورات جيوكيميائية حيوية معقدة. وتحتوي مياه المحيطات العميقة على زئبق تراكم على مدى عقود، يعود تدريجياً إلى المياه السطحية ويؤثر في السلاسل الغذائية البحرية في أنحاء العالم.

يحدث تراكم التربة والرواسب في المناطق الواقعة مع اتجاه الرياح أو مجرى المياه من مصادر الزئبق. ويمكن لترب الغابات خصوصاً أن تراكم الزئبق بمرور الوقت، فتُنشئ مستودعات بيئية طويلة الأمد تستمر في التأثير في النظم البيئية.

يزداد التركيز البيولوجي للزئبق صعوداً عبر السلاسل الغذائية، إذ تحتوي المفترسات العليا مثل التونة وأسماك القرش على تراكيز من الزئبق أعلى بآلاف المرات من تركيزه في مياه البحر المحيطة. ويجعل هذا التضخم الأحيائي الزئبق مصدر قلق خاصاً لصحة الإنسان من خلال استهلاك المأكولات البحرية.

القيود الحديثة والتوافر المستقبلي

تقيّد اتفاقية ميناماتا بشأن الزئبق، السارية منذ 2017، التجارة العالمية للزئبق واستخدامه. وتهدف هذه المعاهدة الدولية إلى حماية صحة الإنسان والبيئة من إطلاقات الزئبق الناتجة عن الأنشطة البشرية، مما يؤثر بدرجة كبيرة في عرض الزئبق والطلب عليه.

أدت إغلاقات المناجم في أنحاء العالم إلى خفض إنتاج الزئبق الأولي بصورة كبيرة. وقد أُغلقت معظم مناجم الزئبق الرئيسية بسبب المخاوف البيئية، مما جعل الاسترداد الثانوي مهماً بصورة متزايدة لتلبية الاحتياجات المشروعة المتبقية من الزئبق.

تحتوي المخزونات الاستراتيجية في بعض البلدان على احتياطيات من الزئبق من تطبيقات عسكرية وصناعية سابقة. وتمثل هذه المخزونات كميات كبيرة من الزئبق يجب إدارتها بأمان لمنع إطلاقها في البيئة.

من المرجح أن يأتي الإمداد المستقبلي أساساً من إعادة التدوير واسترداد المنتجات الثانوية من عمليات التعدين الأخرى. ومع تراجع تعدين الزئبق المتعمد، تصبح المصادر الأخرى أكثر أهمية نسبياً لتلبية الطلبات المشروعة على الزئبق.

التعامل

السلامة

تحذيرات السلامة الحرجة بشأن الزئبق

سمية شديدة للغاية - تعامل معه بحذر بالغ

الزئبق أحد أكثر العناصر سميةً ويشكّل مخاطر صحية خطيرة في جميع أشكاله. حتى الكميات الضئيلة جداً يمكن أن تسبب أضراراً عصبية شديدة، وفشلاً كلوياً، والوفاة. يتبخر الزئبق الفلزي في درجة حرارة الغرفة، مكوّناً أبخرة غير مرئية وعديمة الرائحة وخطيرة للغاية.

لا يوجد مستوى آمن للتعرض للزئبق. فأي ملامسة للزئبق السائل أو استنشاق لأبخرة الزئبق يمكن أن يسبب التسمم. ويُعد الأطفال والنساء الحوامل أكثر عرضة للخطر، إذ قد يسبب التعرض أضراراً دائمة في الدماغ واضطرابات في النمو.

لا تتعامل مع الزئبق أبداً من دون معدات الوقاية والتدريب المناسبين. حتى ملامسة الجلد لفترة وجيزة يمكن أن تؤدي إلى امتصاص الزئبق والتسمم به. وتتطلب انسكابات الزئبق تنظيفاً مهنياً فورياً - لا تحاول أبداً تنظيف انسكابات الزئبق بنفسك.

مخاطر الجهاز التنفسي والاستنشاق

استنشاق أبخرة الزئبق هو أخطر طرق التعرض. ففي درجة حرارة الغرفة، ينتج الزئبق تركيزات من الأبخرة قد تتجاوز المستويات الآمنة بمقدار 100 مرة. والأبخرة عديمة اللون والرائحة ولا يمكن اكتشافها من دون معدات متخصصة.

يسبب التسمم الحاد بالاستنشاق ألمًا في الصدر، وصعوبةً في التنفس، وسعالاً، وحمى خلال ساعات. وقد يسبب التعرض لمستويات مرتفعة إصابةً حادةً في الرئتين، وفشلاً كلوياً، والوفاة. وحتى التعرض المزمن منخفض المستوى يسبب الرعاش، وفقدان الذاكرة، وتغيرات في الشخصية.

التهوية أمر بالغ الأهمية في أي منطقة قد يوجد فيها الزئبق. ومع ذلك، فإن التهوية العادية غير كافية لأبخرة الزئبق - إذ تتطلب البيئات المهنية أنظمة عادم متخصصة ومراقبة للهواء.

تتطلب الحماية التنفسية أنظمة تزويد بالهواء أو أجهزة تنفس متخصصة لأبخرة الزئبق. وتوفر أقنعة الغبار العادية، وحتى أجهزة التنفس المزودة بخراطيش كيميائية، حماية غير كافية من أبخرة الزئبق.

الآثار الصحية العصبية والجهازية

تشمل أعراض التسمم بالزئبق الرعاش (وخاصةً في اليدين)، وفقدان الذاكرة، وتغيرات الشخصية، والتهيج، وصعوبة التركيز. وقد تتطور هذه الأعراض تدريجياً خلال أسابيع أو أشهر من التعرض.

تشمل آثار التعرض المزمن أضراراً دائمة في الدماغ، وأمراض الكلى، واضطرابات المناعة الذاتية، ومشكلات تناسلية. ويتراكم الزئبق في الأعضاء ويمكن أن يسبب أضراراً بعد سنوات من توقف التعرض.

مخاطر الحمل والنمو شديدة للغاية. يعبر الزئبق المشيمة ويضر الأجهزة العصبية النامية. ينبغي للنساء الحوامل تجنب جميع أشكال التعرض للزئبق، إذ يمكن حتى للكميات الضئيلة أن تسبب عيوباً خلقية وتأخراً في النمو.

ميثيل الزئبق (الموجود في الأسماك الملوثة) أكثر سميةً من الزئبق الفلزي. ويتركز في الأسماك والمحار، مما يجعل المأكولات البحرية المصدر الرئيسي للتعرض للزئبق لدى معظم الناس.

مخاطر الزئبق المنزلية

تُنشئ موازين الحرارة المكسورة مناطق خطر فورية. ويحتوي ميزان حرارة طبي واحد على كمية كافية من الزئبق لتلويث غرفة كبيرة. لا تستخدم المكنسة الكهربائية أبداً لشفط انسكابات الزئبق - فهذا يؤدي إلى تبخير الزئبق ونشر التلوث.

يؤدي انكسار المصابيح الفلورية إلى إطلاق أبخرة زئبق قد تتجاوز المستويات الآمنة للهواء الداخلي. هوِّ المنطقة فوراً، وأخلِها لمدة 15 دقيقة أو أكثر، ونظف الحطام بعناية من دون استخدام المكنسة الكهربائية. ينبغي للنساء الحوامل والأطفال تجنب المنطقة تماماً.

قد تحتوي المفاتيح القديمة ومنظمات الحرارة على زئبق يمكن أن ينسكب أثناء الإزالة أو التجديد. اطلب من متخصصين مؤهلين إزالة الأجهزة المحتوية على الزئبق والتخلص منها بأمان.

يتطلب تنظيف انسكاب الزئبق خدمات مهنية للتعامل مع المواد الخطرة إذا كانت الكمية أكبر من بضع قطرات. وتتطلب الانسكابات الصغيرة إجراءات تنظيف متخصصة، ومعدات وقاية، والتخلص السليم من المواد الملوثة.

السلامة المهنية والصناعية

تتطلب حماية العاملين في الصناعات التي يتعرضون فيها للزئبق برامج سلامة شاملة تشمل مراقبة الهواء، والمراقبة الطبية، ومعدات الوقاية، وإجراءات الاستجابة للطوارئ.

حدود التعرض المسموح بها منخفضة للغاية - 0.1 mg/m³ محسوبة على مدى 8 ساعات. ومع ذلك، يمكن حتى للتعرضات الأقل من هذه الحدود أن تسبب آثاراً صحية لدى الأفراد الحساسين.

تشمل المراقبة الطبية للعاملين المعرضين للزئبق اختبارات البول والدم المنتظمة، والفحوص العصبية، واختبارات وظائف الكلى. ويُعد الكشف المبكر عن التسمم بالزئبق حاسماً للوقاية من الأضرار الدائمة.

يجب وضع إجراءات للطوارئ للتعامل مع انسكابات الزئبق، وتعطل المعدات، وحوادث تعرض العاملين. وتشمل الإسعافات الأولية الإبعاد الفوري عن مصدر التعرض، وإزالة التلوث، وتقديم الرعاية الطبية الطارئة.

التخلص من النفايات وحماية البيئة

لا تتخلص من الزئبق أبداً في النفايات العادية، أو في المصارف، أو في البيئة. فالزئبق ملوث عالمي persistent يتراكم أحيائياً في السلاسل الغذائية ويؤثر في النظم البيئية في جميع أنحاء العالم.

مرافق النفايات الخطرة هي الطريقة المناسبة الوحيدة للتخلص من المواد المحتوية على الزئبق. وتوفر مجتمعات كثيرة أياماً خاصة لجمع المصابيح الفلورية، وموازين الحرارة، والأجهزة الأخرى المحتوية على الزئبق.

يستمر التلوث البيئي بالزئبق لعقود أو قرون. وحتى الكميات الصغيرة التي تُطلق في الهواء أو الماء يمكن أن تنتقل عالمياً وتتركز في الأسماك، مما يؤثر في صحة الإنسان بعيداً عن المصدر الأصلي.

توجد بدائل لجميع تطبيقات الزئبق تقريباً. فموازين الحرارة الرقمية، ومصابيح LED، والمفاتيح الإلكترونية توفر الوظيفة نفسها من دون مخاطر صحية وبيئية.

الاستجابة للطوارئ والإسعافات الأولية

تتطلب حالة الطوارئ الناتجة عن التعرض للزئبق عنايةً طبيةً فورية. اتصل بمركز مكافحة السموم (1-800-222-1222 في الولايات المتحدة) وبخدمات الطوارئ الطبية فوراً عند الاشتباه في أي تعرض للزئبق.

تشمل الإسعافات الأولية لملامسة الجلد خلع الملابس الملوثة فوراً وغسل الجلد جيداً بالماء والصابون. لا تستخدم الماء الساخن، لأنه يزيد امتصاص الزئبق.

تتطلب حالة الطوارئ الناتجة عن الاستنشاق الإبعاد الفوري إلى هواء نقي وتقديم الرعاية الطبية الطارئة. راقب التنفس وقدّم الأكسجين إذا كنت مدرباً على ذلك. يمكن أن يسبب التسمم بالزئبق فشلاً تنفسياً متأخراً.

ينبغي أن يشمل إخلاء المنطقة عند حدوث انسكاب جميع الأشخاص، وخاصة الأطفال والنساء الحوامل. هوِّ المنطقة، ولا تعد إلى دخولها حتى يكتمل التنظيف المهني ويؤكد اختبار الهواء السلامة.

إجابات سريعة

أسئلة شائعة عن زئبق

ما هو زئبق؟

زئبق (رمزه Hg) هو العنصر 80 في الجدول الدوري، وينتمي إلى فلز انتقالي في الدورة 6 والمجموعة 12. الفلز الوحيد السائل عند درجة حرارة الغرفة، وهو سم عصبي قوي. في درجة حرارة الغرفة، يكون سائلاً.

ما التوزيع الإلكتروني لـ زئبق؟

التوزيع الإلكتروني للحالة الأرضية لـزئبق هو [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²، ويشغل 6 مستويات من مستويات الطاقة بتوزيع 2, 8, 18, 32, 18, 2.

ما نقطتا انصهار وغليان زئبق؟

ينصهر زئبق عند 234.3 K (-38.8 °C) ويغلي عند 629.9 K (356.7 °C).

ما الكتلة الذرية لـ زئبق؟

تبلغ الكتلة الذرية القياسية لـ زئبق ‏200.592 u. وهذا متوسط موزون لنظائره الموجودة طبيعياً، ولذلك نادراً ما يكون عدداً صحيحاً.

ما كثافة زئبق؟

تبلغ كثافة زئبق مقدار 13.534 g/cm³. تبلغ كثافة الماء 1.0 g/cm³، لذا تكون كتلة من زئبق أثقل بنحو 13.5×.

ما الكهروسلبية لـ زئبق؟

تبلغ كهروسلبية زئبق وفق مقياس باولنغ 2. 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.

من اكتشف زئبق ومتى؟

عُرف زئبق منذ العصور القديمة — فهو يوجد في صورة يمكن استخدامها دون صهر، لذلك لا يمكن نسب اكتشافه إلى شخص واحد. يأتي الاسم من كوكب عطارد؛ الرمز من hydrargyrum.

ما مدى وفرة زئبق على الأرض؟

يشكّل زئبق حوالي 0.085 mg/kg من قشرة الأرض — وهو نادر فعلًا، ولذلك فهو باهظ الثمن.