لماذا لا يصدأ الذهب أبدا... السر وراء بريقه الدائم

لماذا لا يصدأ الذهب أبدا.

السر وراء بريقه الدائميشتهر الذهب بحفاظه على بريقه ولمعانه حتى بعد آلاف السنين.

على عكس الحديد الذي يصدأ، أو النحاس والفضة اللذين يفقدان بريقهما ويصبحان داكنين، يحتفظ الذهب ببريق.

25.

05.

2026, سبوتنيك عربيhttps: //cdn.

img.

sarabic.

ae/img/07e8/09/18/1093051983_0: 0: 3016: 1697_1920x0_80_0_0_77d3744dd4a48980d2e653885ca25fb4.

jpg.

webpقبل أن نتناول الذهب، من المفيد أن نفهم ما يعنيه الصدأ حقًا.

عندما تصدأ معظم المعادن أو تفقد بريقها، فإنها تتفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء (أو مع الماء أو مواد كيميائية أخرى)، على سبيل المثال: في جميع هذه الحالات، ترتبط ذرات المعدن على السطح بذرات من الهواء، ما يؤدي إلى تغير لون السطح وبنيته.

هذه هي الأكسدة، وهي تفاعل كيميائي يُمكن أن يُضعف المعدن بمرور الوقت.

أما الذهب، فنادرًا ما يتفاعل بهذه الطريقة.

يبقى على حاله، حتى في الهواء الرطب أو الملوث.

يُطلق العلماء على هذه الخاصية اسم" النبل الكيميائي": فالذهب من أقل المعادن المعروفة تفاعلًا، حسب ما ورد في مجلة" ساينس.

أليرت" ونورد أهم ماجاء حول الموضوع.

لغز الأكسجينلسنوات عديدة، عرف الكيميائيون أن الذهب لا يسمح لجزيئات الأكسجين (O₂) بالانقسام بسهولة إلى ذرات أكسجين نشطة على سطحه.

يُعدّ انشطار الأكسجين عادةً الخطوة الأولى في العديد من التفاعلات الشبيهة بالصدأ.

لكن لم يفهم أحدٌ سبب قدرة الذهب الفائقة على إيقاف هذا الانشطار.

لا تكمن خصوصية الذهب في نوع ذراته، بل في طريقة توزيع ذراته على سطحه.

لفهم السبب، استخدم العلماء محاكاة حاسوبية متطورة لمراقبة ما يحدث عند هبوط جزيئات الأكسجين على أنواع مختلفة من أسطح الذهب على المستوى الذري.

نوعان من أسطح الذهبقارن الباحثون نمطين هندسيين أساسيين يمكن أن تُشكّلهما ذرات الذهب على السطح: عندما تصطدم جزيئة أكسجين (O₂) بالسطح السداسي المتراص بإحكام، يحدث أمرٌ مثير للاهتمام: يصعب على جزيئة الأكسجين التمدد أو الانحناء أو الانفصال.

فالذرات متقاربة جدًا لدرجة أنه لا توجد نقطة ارتكاز مناسبة لرابطة O₂ لتضعف وتنفصل.

ببساطة، ترتد جزيئة الأكسجين بعيدًا، وتبقى على حالها، ويبقى الذهب دون تغيير.

لماذا تُعد جزيئات الذهب النانوية محفزات فعالة؟ يُفسر هذا التفسير الهندسي لغزًا شهيرًا في الكيمياء: لماذا يكون الذهب الخامل تقريبًا، بينما تُعد جزيئات الذهب النانوية الصغيرة محفزات فعالة للغاية للتفاعلات التي تتضمن الأكسجين؟ يكمن الجواب في الحجم: في قطع الذهب الكبيرة (العملات المعدنية، والسبائك، والبلورات الكبيرة)، يُعاد ترتيب معظم السطح تلقائيًا ليُشكل نمطًا سداسيًا مُحكمًا.

أما في جزيئات الذهب النانوية الصغيرة جدًا، فتكون الجزيئات متناهية الصغر بحيث لا يُمكنها تشكيل هذا النمط السداسي المستقر بشكل كامل في كل مكان.

بدلًا من ذلك، غالبًا ما تحتوي على حواف أو زوايا أو أشكال غير منتظمة تُظهر البنية المربعة.

لماذا تُعدّ مقاومة الصدأ في الأساس محض صدفة؟ من أبرز نتائج الدراسة أن مقاومة الذهب للصدأ ليست نتيجة تصميم مثالي، بل هي نتيجة استقراره.

يحدث النمط السداسي المتراص لأنه يمثل أدنى حالة طاقة لذرات سطح الذهب، فهي تميل بطبيعتها إلى الترتيب على هذا النحو.

مقاومة الصدأ هي مجرد أثر جانبي، إذ أن هذا النمط المستقر ضعيف جدًا في فصل جزيئات الأكسجين.

كيف يُمكن للعلماء تغيير سلوك الذهب؟ تُظهر المحاكاة الجديدة أنه من الممكن تغيير مدى تفاعل الذهب بتغيير هندسة سطحه.

يقترح الباحثون فكرتين رئيسيتين: للحفاظ على خمول الذهب (مقاومته للصدأ): التأكد من أن السطح أملس ومتراص قدر الإمكان، ما يُعزز النمط السداسي.

يُعدّ هذا مفيدًا للمجوهرات، والأشياء الزخرفية، أو المكونات طويلة الأمد التي يجب أن تحافظ على لمعانها وثباتها.

لزيادة فعالية الذهب (في التحفيز والتفاعل): تطبيقات عمليةلهذا الفهم البسيط لسلوك ذرات الذهب العديد من التطبيقات العملية: عوامل تفاعل أفضل: يستطيع المهندسون تصميم عوامل تفاعليه محفزة قائمة على الذهب أكثر كفاءة في تنظيف غازات العادم، وحرق الملوثات، أو تحويل المواد الكيميائية الضارة إلى مواد أكثر أمانًا.

نظرًا لاستقرار الذهب وارتفاع ثمنه، فإن استخدامه فقط عند الحاجة (في مواقع هندسية محددة) يجعل العمليات أكثر اقتصادية وانتقائية.

مواد مستقرة: في بعض أجزاء الجهاز، يمكن الحفاظ على الذهب في شكله السداسي الخامل لمقاومة التآكل.

وفي أجزاء أخرى، يمكن تشكيل سطحه لتعزيز التفاعل، بحيث تؤدي مادة واحدة وظيفتين في آن واحد.

ماسبق يُظهر أن السلوك الكيميائي للمادة يمكن التحكم فيه من خلال كيفية ترتيب ذرات سطحها، وليس فقط من خلال مكوناتها.

تفتح هذه الفكرة آفاقًا جديدة لتصميم العديد من المعادن والمحفزات الأخرى للتقنيات المستقبلية.

https: //sarabic.

ae/20260519/علماء-روس-يطورون-فلترا-خارقا-لتنقية-المياه-من-المعادن-السامة-1113526702.

htmlhttps: //sarabic.

ae/20250728/قائمة-مصدري-المعادن-الأرضية-النادرة-في-الشرق-الأوسط-العرب-في-الصدارة-1103099593.

htmlhttps: //sarabic.

ae/20260125/الصين-تنجح-في-عملية-طباعة-ثلاثية-الأبعاد-للمعادن-في-الفضاء-1109627511.

htmlfeedback.

arabic@sputniknews.

comhttps: //cdn.

img.

sarabic.

ae/img/07e8/09/18/1093051983_70: 0: 2801: 2048_1920x0_80_0_0_84efb0ca70de2abef0eac7c23e8d5f32.

jpg.

webpعلوم, سبائك ذهب, تفاعل, الذرة, مواديشتهر الذهب بحفاظه على بريقه ولمعانه حتى بعد آلاف السنين.

على عكس الحديد الذي يصدأ، أو النحاس والفضة اللذين يفقدان بريقهما ويصبحان داكنين، يحتفظ الذهب ببريق أصفر زاهٍ.

لقرون طويلة، اعتُبرت هذه الخاصية نوعًا من" السحر" للذهب.

الآن، اكتشف العلماء أخيرًا السبب الذري الدقيق وراء مقاومة الذهب للصدأ، والتفسير بسيط بشكل مدهش.