عنصر الرصاص: عدده الذري والكتلي وأهم خصائصه

ما هو عنصر الرصاص؟

الرصاص (بالإنجليزية: Lead) هو العنصر ذو الرمز الكيميائي Pb الذي تم اشتقاقه من اسم الرصاص باللغة اللاتينية (plumbum)، وهو معدن ذو لون فضي أو رمادي ينتمي للمجموعة 14 في الجدول الدوري، ويمتاز بمرونته العالية وقابليه للتطويع، إلا أنه من المعادن التي تتسم بضعفها في توصيل الكهرباء، كما أنه من أكثر المواد صلابة ومقاومة للتآكل، وهو من أقدم المعادن التي عرفها الإنسان.^[١]

العدد الذري لعنصر الرصاص

العدد الذري للرصاص (بالإنجليزية: Atomic number) هو عدد البروتونات المتواجدة في نواة ذرة الرصاص، وهو نفسه عدد الإلكترونات في ذرة الرصاص المتعادلة، ويساوي 82، أي أن ذرة الرصاص المتعادلة الواحدة تحتوي على 82 بروتونا وإلكترونًا، وتكمن أهمية العدد الذري بأنه يحدد هوية العنصر وطبيعته الكيميائية، ويميزه عن العناصر الأخرى، وذلك لأن عنصر الرصاص هو العنصر الوحيد ذو العدد الذري 82، وتنطبق هذه القاعدة على جميع العناصر الكيميائية الأخرى.^[٢]

العدد الكتلي لعنصر الرصاص

العدد الكتلي (بالإنجليزية: mass number) هو مجموع عدد البروتونات والنيوترونات المتواجدة في نواة ذرّة العنصر، وقد يختلف هذا العدد باختلاف نظائر العنصر، فالنظائر هي ذرات تحمل نفس العدد الذري، لكنها تختلف في عدد النيوترونات، أما بالنسبة لعنصر الرصاص، فله أربع نظائر موجودة في الطبيعة، واحد منها فقط مستقر، وثلاثة نظتئر مشعة، أي غير مستقرة، والنظير المستقر هو ذو العدد الكتلي Pb-204، أما العدد الكتلي للنظائر المشعة فهو 206، 207، و208.^[٣]

خصائص عنصر الرصاص

تستمد العناصر الكيميائية أبرز خصائصها من هويتها التي يحددها العدد الذري، ولذلك فإن عنصر الرصاص يتمتع بالعديد من الخصائص الكيميائية والفيزيائية التي تميزه عن بقية العناصر، ومن أهم هذه الخصائص:^[٤]

• المظهر والحالة الفيزيائية: يتواجد الرصاص كمادة صلبة لامعة عند حرارة 20 درجة مئوية.
• الموقع في الجدول الدوري: ينتمي الرصاص للمعادن الثقيلة، ويقع في المجموعة 14 والدورة 6 في الجدول الدوري.
• درجة الانصهار: وهي درجة الحرارة التي يتحول عندها الرصاص من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة؛ وتساوي 327.462 درجة مئوية.
• درجة الغليان: وهي درجة الحرارة التي يتحول عندها الرصاص من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، وتساوي 1749 درجة مئوية.
• الكثافة: 11.3 جرام لكل سنتمتر مكعب.
• ترتيب الإلكترونات في الأغلفة: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p²
• القابلية للتطويع: يمتاز الرصاص بمرونته العالية وقابليته للطرق والتشكيل دون أن يتعرض للكسر.
• الموصلية الكهربائية: يعتبر الرصاص ضعيف الموصلية الكهربائية.
• السمية: يعتبر الرصاص من العناصر الخطيرة ذات السمية العالية للإنسان، حيث إن التعرض له قد يؤدي إلى التسمم بالرصاص (Lead poisoning) كما أنه قد يعيق النمو عند الأطفال عند زيادة تراكيزه في الجسم في بعض الحالات المرَضية.
• القدرة على الاحتراق: للرصاص قدرة عالية على الاحتراق، فعند تعرض مسحوق الرصاص للهواء ينتج شعلة ذات لون أبيض مزرق.
• المقاومة للتآكل: يمكن لمركبات الرصاص أن تقاوم التعرض للتآكل والتلف.

استخراج الرصاص

يأتي حوالي نصف إجمالي معدن الرصاص المنتج سنويًا من مواد معاد تدويرها، مما يعني أن للرصاص أعلى معدلات إعادة تدوير من بين جميع المواد شائعة الاستخدام، ففي عام 2008م تجاوز الإنتاج العالمي للرصاص 8 ملايين طن، كما أن أكبر الدول المنتجة للرصاص المستخرج هي الصين، وأستراليا، والولايات المتحدة الأمريكية، في حين أن أكبر منتجي الرصاص المعاد تدويره هم الولايات المتحدة الأمريكية، والصين، وألمانيا، وتمثل الصين وحدها حوالي 60% من إجمالي إنتاج الرصاص في العالم، ويسمى خام الرصاص الأكثر أهمية من الناحية الاقتصادية باسم غالينا (بالإنجليزية: Galena)، والذي يحتوي على كبريتيد الرصاص (PbS) بالإضافة إلى الزنك والفضة، والتي يمكن استخلاصها جميعًا وتكريرها لفصلها وإنتاج معادن نقيةٍ منها.^[٥]

استخدامات الرصاص

من أشهر تطبيقات الرصاص هي استخدامه في صناعة طلقات العيارات النارية، ولكن التطبيق الأساسي للرصاص يكمن في استخدامه في صناعة بطاريات الرصاص الحمضية (بالإنجليزية: Lead-acid batteries)، حيث تعتبر هذه البطاريات مثالية لجميع أنواع المركبات نظرًا لنسبة الطاقة إلى الوزن الكبيرة نسبيًا التي توفرها، مما يسمح لها بإنتاج التيارات العالية التي تحتاجها محركات بدء تشغيل السيارات، كما أن بطاريات الرصاص الحمضية تستخدم كخلايا تخزين الطاقة في مصادر الطاقة المتجددة، مثل: توربينات الرياح والخلايا الشمسية.^[٥]

وعلى الرغم من أن الرصاص النقي شديد التفاعل، إلا أن مركبات الرصاص مثل أكسيد الرصاص (Lead oxide) تكون مستقرةً جدًا، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في صناعة الطلاء المقاوم للتآكل، والذي يستخدم لتغليف الحديد وغيره من المعادن لمنعها من الصدأ، كما أن الطلاءات الرصاصية تُستخدم لحماية السفن من التآكل، وتُستخدم الأغلفة الرصاصية لحماية كيبلات الطاقة الموجودة تحت الماء.^[٥]