چرا طلا تا این حد نرم است؟

چرا طلا تا این حد نرم است؟ 

 

یک زائر بودایی ورقه‌ای از طلا به مجسمه یک راهب بودایی می‌چسباند، بانکوک، تایلند، ۱۶ مارس ۲۰۲۰‌ـ Lillian SUWANRUMPHA/AFP

گرانبهاترین فلزی که با ثروت پیوندی دیرینه دارد و بر اقتصاد و تجارت تاثیر می‌گذارد بسیار نرم‌، انعطاف‌پذیر و چکش‌خوار است تا حدی که می‌توان آن را به‌اندازه تار مو نازک کرد. در برخی فرهنگ‌ها، دندان‌های پیشین را با آن روکش می‌کنند و گاهی نیز به‌صورت پودری یا پوسته‌پوسته در خوراکی‌ها استفاده می‌کنند و آن را نشانه تجمل می‌دانند. نام این فلز خوش‌رنگ طلا است.

اما دلیل نرمی و چکش‌خواری طلا چیست؟

پژوهش سال ۱۹۷۷ دانشگاه لیدز انگلستان نشان داد این فلز به‌قدری چکش‌خوار است که می‌توان آن را از طول‌موج نور مرئی باریک‌تر کرد. لایو ساینس با اشاره به این پژوهش، می‌نویسد نرمی و چکش‌خواری را باید از هم متمایز دانست.

به توانایی یک ماده برای تغییر شکل تحت‌ فشار «چکش‌خواری» می‌گویند. به‌ این‌ ترتیب، فلز چکش‌خوار بدون ترک خوردن و شکستن به شکل جدید درمی‌آید و طلا از همین نوع فلزات است.

"در برخی فرهنگ‌ها، دندان‌های پیشین را با آن روکش می‌کنند و گاهی نیز به‌صورت پودری یا پوسته‌پوسته در خوراکی‌ها استفاده می‌کنند و آن را نشانه تجمل می‌دانند"مثلا فلزات دیگر مانند آهن اگر از نقطه خاصی تحت‌ فشار یا ضربه قرار بگیرند می‌شکنند، اما ۲۸ گرم طلا را می‌توان با چکش به ورقه‌ای به ابعاد پنج متر درآورد. بنا بر اعلام آزمایشگاه جفرسون در نیوپورت نیوز در ویرجینیا، لایه‌های طلا که آن‌ها را به نام «ورق زر» می‌شناسیم، به نازکی ۰.۰۰۰۱۲۷ میلی‌متر یا حدود ۴۰۰ برابر نازک‌تر از یک تار موی انسان درمی‌آید.

اما تعاریف متعددی برای سختی و نرمی وجود دارد که به نحوه آزمایش استحکام ماده بستگی دارد. بر اساس مقیاس موس (Mohs)‌ــ معیار تشخیص میزان سختی سنگ‌ها و کانی‌ها‌ــ نرم‌ترین فلز موجود سزیم است که طبق رکوردهای گینس، به‌قدری نرم است که می‌توان با چاقوی کره‌خوری آن را برید.

البته نرم‌ترین فلز یعنی جیوه در دمای اتاق مایع است و راحت‌تر از طلا تغییر شکل می‌دهد. اما احتمالا دو عامل در چکش‌خواری طلا نقش دارد: یکی ساختار اتمی و دیگری نحوه پیوند اتم‌های آن با یکدیگر.

ساختار اتمی طلا باعث می‌شود که ساختار بلوری مکعبی به‌اصطلاح «چهره‌محور» داشته باشد. در چنین ساختاری، هر اتم را ۱۲ اتم مجاور احاطه می‌کند.

آرایش اتم‌ها در یک شبکه مکعبی رو به مرکز، امکان تغییر شکل آسان را، بدون ایجاد اختلال در ساختار کلی آن، فراهم می‌کند.

افزون بر آن‌، طلا فلز است، یعنی اتم‌هایش با پیوندهای فلزی به هم پیوسته‌اند، به‌طوری‌که الکترون‌های بیرونی هر اتم آزادانه اطراف ساختار کلی ماده حرکت می‌کنند. همین ابر الکترونی نامتمرکز امکان حرکت آزاد اتم‌ها را پدید می‌آورد و باعث خاصیت چکش‌خواری این فلز می‌شود.

اما تنها این عوامل باعث چکش‌خواری طلا نمی‌شود. مس و نقره آرایش الکترونی مشابهی دارند، یعنی پیوندشان به یک‌ شکل انجام می‌شود، اما به نرمی طلا نیستند و این یعنی عامل دیگری نیز در کار است.

فلزات غالبا یک بلور بزرگ نیستند، بلکه از بلورهای کوچکی موسوم به «دانه» تشکیل شده‌اند. مطالعه سال ۱۹۷۷ دانشگاه لیدز نیز نشان داد که ممکن است اندازه دانه‌های تشکیل‌دهنده طلا دلیل شکل‌پذیری و چکش‌خواری آن باشد.

طلا به واکنش‌ناپذیری با سایر عناصر معروف است؛ ویژگی که کمتر در فلز دیگری دیده می‌شود. دانه‌های طلا مثل مس و نقره در مجاورت لایه‌های اکسید کدر نمی‌شود.

"لایو ساینس با اشاره به این پژوهش، می‌نویسد نرمی و چکش‌خواری را باید از هم متمایز دانست.به توانایی یک ماده برای تغییر شکل تحت‌ فشار «چکش‌خواری» می‌گویند"این اکسیدها بیشتر دانه‌های مس و نقره را متلاشی می‌کند. در مقابل، نبود این اکسیدها به انعطاف‌پذیری بیشتر طلا نسبت به سایر فلزات کمک می‌کند.

بد نیست بدانیم که برای تولید یک حلقه انگشتر طلا، ۳۰ تن سنگ معدن زباله می‌شود و زباله‌های سنگ معدن طلا در زمره زباله‌های بلندمدت خطرناک نظیر ضایعات هسته‌ای قرار دارد.

منبع: ایندیپندنت فارسی 

فیلمها و خبرهای بیشتر در کانال تلگرام پیک ایران