כסף (יסוד)

יסוד כימי בעל המספר האטומי 47

כסףאנגלית: Silver, בלטינית: Argentum) הוא יסוד כימי ממשפחת מתכות המעבר שסמלו הכימי Ag ומספרו האטומי 47. צבעו אפור מתכתי, ונעשה בו שימוש נרחב בתעשיית התכשיטים.

כסף
קדמיום - כסף - פלדיום
Cu
Ag
Au
   
 
47
Ag
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
     
                                         
נתונים בסיסיים
מספר אטומי 47
סמל כימי Ag
סדרה כימית מתכות מעבר
מראה
מתכת לבנה בוהקת
תכונות אטומיות
משקל אטומי 107.8683 u
רדיוס ואן דר ואלס 172 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה 2, 8, 18, 18, 1
תכונות פיזיקליות
צפיפות 10,490 kg/m3
מצב צבירה בטמפ' החדר מוצק
נקודת רתיחה 2,435K (2,161.85°C)
נקודת התכה 1,234.93K (961.78°C)
לחץ אדים 0.34Pa ב-1,234K
מהירות הקול 2,600 מטר לשנייה ב-293.15K
שונות
אלקטרושליליות 1.93
קיבול חום סגולי 232 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית 63 106/m·Ω
מוליכות חום 429 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה 731.0 kJ/mol
היסטוריה
תאריך גילוי האלף ה־5 לפנה״ס עריכת הנתון בוויקינתונים
נקרא על שם לבן עריכת הנתון בוויקינתונים
לעריכה בוויקינתונים שמשמש מקור לחלק מהמידע בתבנית

תכונות עריכה

הכסף הוא מתכת רכה ומבריקה במיוחד בצבע כסוף. כסף הוא היסוד עם המוליכות החשמלית ומוליכות החום הגבוהות ביותר מכל היסודות הידועים לאדם[1][2]. הכסף אינו מסיס בחומצה מלחית או גפרתית מהולה. ניתן להמיס כסף בחומצה חנקתית.
 

כימיה עריכה

דרגת החימצון הנפוצה ביותר של כסף היא 1+, אך תרכובות שמכילות כסף בעל דרגת חימצון 2+ קיימות. כמעט כל מלחי הכסף מלבד: AgF AgNO3, AgClO3 ו AgClO4 אינם מסיסים במים. הוספת חומצה מלחית (או כל מקור אחר ליוני כלוריד ) לתמיסה המכילה יוני כסף תיצור משקע "גבינתי" של כסף כלורי AgCl. המלח הזה אינו מסיס במים אבל מתמוסס בהוספת אמוניה עקב יצירת הקומפלקס המסיס  . מכפלות המסיסות יורדות ככל שיורדים בטור הלוגנים (כסף ברומי מסיס פחות מכסף כלורי ויותר מכסף יודי) כמודגם בטבלה.

מלח כסף מכפלת מסיסות Ksp ב 20°C הערות
כסף פלואורי AgF מסיס מאוד: 1.8 ק"ג\ ליטר טמפ' התכה: 435°C, צבעו כתום, בדומה לכסף כלורי וברומי אטום הכסף במרכז אוקטהדרון מוקף 6 אניונים
כסף כלורי AgCl ‎1.8×10-10 טמפ' התכה: 455°C, צבעו צהבהב, אחד הכלורידים קשי התמס היחידים (יחד עם כספית חד ערכית ועופרת)
כסף ברומי AgBr ‎5.3×10-13 טמפ' התכה: 432°C, צבעו צהוב חזק, משחיר באור ולכן משמש בייצור סרטי צילום בשחור-לבן
כסף יודי AgI ‎8.3×10-17 טמפ' התכה: 552°C, משמש לזריעת עננים, יון הכסף במרכז טטרהדרון
כסף סולפיד Ag2S ‎6.0×10-51 טמפ' התכה: 825°C, צבעו שחור, זהו הציפוי השחור הנוצר על כלי כסף. ניתן לחיזור על ידי אלומיניום בתמיסה מדוללת של נתרן קרבונט (סודה).
כסף ציאניד AgCN ‎1.2×10-16 טמפ' התכה: 320°C, צבעו לבן, קישור קווי (ליניארי) יון הציאניד מגשר בין שני אטומי כסף.
כסף כרומט Ag2CrO4 ‎1.1×10-12 צבעו חום-אדמדם, מסיס בחומצה חנקתית ובאמוניה
כסף פחמתי (קרבונט) Ag2CO3 ‎8.1×10-12 מתפרק ב-210°C, צבעו צהוב
כסף חנקתי (ניטראט) AgNO3 מסיס מאוד: 2.19 ק"ג\ליטר טמפ' התכה: 212°C, רגיש לאור, משמש להכנת חומרי נפץ ולחיטוי (מטפטפים תמיסת כסף חנקתי לעיני תינוקות לאחר לידה למניעת זהום בחידקי זיבה או כלמידיה)

קישור קוולנטי עריכה

האלקטרושליליות הגבוהה של הכסף (בהשוואה למתכות אחרות) גורמת לאופי הקוולנטי של התרכובות שלו. המלחים המסיסים של כסף הם יוניים אבל לקשר כסף-הלוגן (בכסף כלורי, ברומי ויודי) יש אופי קוולנטי ואילו תרכובות ככסף ציאנידי AgCN וכסף תיאו-ציאנט AgSCN שלהן מבנה שרשרתי -Ag-C≡N-Ag-C≡N- הן בעיקר קוולנטיות (קישור ליניארי כזה אופייני לתרכובות קוולנטיות ואינו מופיע בסריגים יוניים). יצירת הקשר הקוולנטי בכסף חד ערכי   מוסברת בהיברידיזציה של אורביטל d עם אורביטלי s ו-p הקרובים באנרגיה כך שנוצר אורביטל המאפשר זוג קשרים קוולנטים ליניארים[3].
כסף חמצני Ag2O הוא משקע חום כהה הנוצר מהוספת בסיס חזק לתמיסת יוני כסף. תחמוצת הכסף בסיסית, ריאקציית שיווי המשקל במים   Ag2O סופח CO2 מהאוויר ומתקבל Ag2CO3. החומר מתפרק ב-160°C ומתחזר בקלות לכסף מתכתי על ידי מימן.
כסף סולפיד: הציפוי השחור הנוצר על כלי כסף ותכשיטים הוא בדרך כלל הסולפיד Ag2S, ההפרש הקטן באלקטרונגטיביות בין כסף (1.93) לגפרית (2.58) מלמד כי הקשר הוא בעיקרו קוולנטי (כפי שמרמזת הבליעה בתחום הנראה[4] ובהתאם, לכסף סולפיד מכפלת המסיסות הקטנה ביותר (הכי פחות מסיס) מכל תרכובות הכסף  

כסף דו ערכי עריכה

לכסף מצב חמצון נפוץ פחות אך יציב  . התחמוצת השחורה AgO נוצרת, למשל, על ידי חמצון באוזון של Ag2O במים. ניתן לקבל גם היון הפרה-מגנטי המיומם   (הפרה מגנטיות נובעת מהמצאות 9 אלקטרונים בקליפה 4d של הכסף כלומר אלקטרון לא מזווג) על ידי המסת AgO בחומצה. AgF2 הוא מוצק שצבעו חום כהה הנוצר מהפעלת פלואור על AgF בטמפרטורה גבוהה. יון הכסף במרכז אוקטאדרון מעוות: מרחקי קשר של 2.1Å~ בין הכסף לאטומי הפלואור במישור XY ואורך קשר 2.5Å~ בציר Z הניצב[5]. למרות שיש אלקטרון לא מזווג ברמה 4d של הכסף החומר אינו פרה-מגנטי אלא אנטיפרומגנטי. ניתן לקבל גם קומפלקסים המכילים כסף בדרגת חמצון 3+[6]

שימושים בתעשייה עריכה

 
דנאריוס כסף של הקיסר הרומי גטה

שימושים קולינריים עריכה

היסטוריה עריכה

 
סהר - סמל הכסף באלכימיה

כסף ידוע לאדם מראשית העת העתיקה. סיגי המתכת שנמצאו במערה קדומה באסיה, מעידים על כך שידעו להפריד אותו מעופרת כבר בשנת 4000 לפנה"ס.

הוא מוזכר בספר בראשית. פסל מיכה היה עשוי מכסף. באלכימיה הכסף קושר לירח: בתרבות האצטקית הכסף נחשב כדמעות הלבנה ובמיתולוגיה היוונית-רומית נחשב למתכת המקודשת לארטמיס/דיאנה, אלת הירח.

כסף משמש בתור חומר גלם לתכשיטים, כלים ובתור אמצעי תשלום כבר אלפי שנים. בעברית ובצרפתית, המילה "כסף" משמשת גם למתכת וגם לאמצעי התשלום המרכזי (בשונה מבאנגלית).

באלכימיה, כסף נקרא "לונה". הוא נקשר לירח וסמלו כצורת הירח (איור משמאל).

צורה בטבע עריכה

 
מכרה כסף

כסף בצורתו הטבעית, משולב לעיתים קרובות עם גופרית, ארסן, אנטימון, כלור ויסודות נוספים. המחצבים הנפוצים של כסף הם: ארגנטיט (Ag2S), כלורוארגריט (AgCl) ופירוארגריט (Ag3SbS3). לעיתים קרובות, ניתן למצוא כסף במחצבי נחושת, ניקל-נחושת, זהב, עופרת ואבץ-עופרת.

הפקה עריכה

כסף עשוי להיות מופק ישירות מהמחצבים שלו, או כתוצר לוואי בתהליכי טיהור אלקטרוכמיים של: נחושת, זהב, אבץ ועופרת. בשיטות אלו, ניתן להפיק כסף ברמת טוהר של 99.9%.

היקף ייצור ועתודה עולמית עריכה

נכון לשנת 2015, היקף הייצור העולמי של כסף עמד על כ-27,300 טונות[8]. מקסיקו היא יצרנית הכסף הגדולה בעולם, עם תפוקה של כ-5,400 טונות, שהן כ-19.7% מהייצור העולמי, על אף שפרו ככל הנראה מחזיקה בעתודות הכסף הגדולות בעולם, עם כ-120,000 טונות כסף, שהן כ-21% מהעתודה העולמית[8].

תפוקת הכסף העולמית (2015) - היקף ועתודות[8]
דירוג מדינה תפוקה שנתית (טונות) נתח מהייצור העולמי עתודות מוכחות (טונות) נתח מהעתודה העולמית
1 מקסיקו  מקסיקו 5,400 19.7% 37,000 6.5%
2 הרפובליקה העממית של סין  סין 4,100 15% 43,000 7.5%
3 פרו  פרו 3,800 13.9% 120,000 21%
4 אוסטרליה  אוסטרליה 1,700 6.2% 85,000 15%
5 צ'ילה  צ'ילה 1,600 5.8% 77,000 13.5%
6 רוסיה  רוסיה 1,500 5.5% 20,000 3.5%
7 בוליביה  בוליביה 1,300 4.7% 22,000 3.8%
8 פולין  פולין 1,300 4.7% 85,000 15%
9 ארצות הברית  ארצות הברית 1,100 4% 25,000 4.3%
10 קנדה  קנדה 500 1.8% 7,000 1.2%
11 שאר העולם 5,000 18.3% 50,000 8.7%
סך הכל 27,300 100% 570,000 100%
 
גוש כסף

אמצעי זהירות עריכה

הכסף עצמו אינו מסוכן לאדם, אך מלחיו נחשבים חומרים מסרטנים.

תרכובות שמכילות כסף יכולות להספג במחזור הדם, להגיע אל רקמות שונות ולגרום למצב שנקרא ארגיריה שבו העור מקבל גוון כסוף תמידי. מצב זה אינו מזיק.

לכסף אין תפקיד ביולוגי בגוף האדם.

ראו גם עריכה

קישורים חיצוניים עריכה

הערות שוליים עריכה

  1. ^ Thermal Conductivity of the elements
  2. ^ Electrical Conductivity of the elements
  3. ^ Cottom & Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry
  4. ^ Gurdeep Raj, Advanced Inorganic Chemistry, GEOL publishing, עמ' 1138
  5. ^ Plasticity of the coordination sphere of Ag+2(הקישור אינו פעיל, 8.12.2019)
  6. ^ silver(III) aminomethylpyridine complexes(הקישור אינו פעיל, 8.12.2019)
  7. ^ Hymowitz, Norman; Haftan Eckholdt (1996). "Effects of a 2.5-mg Silver Acetate Lozenge on Initial and Long-Term Smoking Cessation". Preventative Medicine 25: 537.(הקישור אינו פעיל, 8.12.2019)
  8. ^ 1 2 3 כסף - היקף ייצור ועתודות עולמי - דו"ח השירות הגאולוגי של ארצות הברית