חשיבות המתכות

סרינה קווג'י
תואר פרופסור לביולוגיה

בין היסודות הכימיים המצויים בטבע של כוכב הלכת שלנו ובמה שנחקר עד כה ביקום, ישנה קבוצה שלהם החולקת מאפיינים מסוימים, אשר הועילו מאוד לאנושות, ואיפשרו את היקף הפיתוח שיש לנו בכל התחומים שניתן אִזְכּוּר. אלמנטים אלו ידועים כמתכות ויש להם קשיות משתנה, יכולת הולכה חשמלית גבוהה כמו גם חום, נקודות התכה גבוהות וגמישות מאוד תכליתית בטמפרטורות שונות ו טיפולים; בנוסף להיותם מזוהים ברוב המקרים לפי המשטחים המבריקים שלהם, מיוחסת להם גם היכולת להגיב למזג האוויר. חמצן, מסוגל להעביר מטען אלקטרוני ליסוד זה, המייצר באופן טבעי תרכובות הנקראות תחמוצות, ממגוון מתכות.

ישנם גם אלמנטים שאינם תואמים כראוי למה שתואר קודם לכן, אך גם סווגו כמתכות, בשל יכולת התגובה הגבוהה יש להם עם אלמנטים אחרים של הסביבה, מה שהופך אותם לבלתי אפשרי למצוא אותם במצב מולקולרי טהור בטבע, אלא כחלק ממלחים, תחמוצות ומינרלים גדולים מגוון.

קשיות, התנגדות והולכה

למתכות מאפיינים מגוונים מאוד ובין התכונות העיקריות שהצליחו לשמש לפיתוח טכנולוגי הן בעיקר היכולת הולכה של חשמל, איכות לפיה הם מסווגים כמוליכים למחצה, כגון קדמיום ואלומיניום, מוליכים כגון ברזל ונחושת ומוליכי-על כגון זהב; באותו אופן, הקשיות והעמידות בפני ריבוי תופעות פיזיקליות וכימיות, מתייחסות לאפיון מתמיד של מתכות כאשר נבחרות לתפקיד או עבודה ספציפית, מצד שני, ניתן גם לשנות את המאפיינים הללו תפקוד השימוש המרבי בו בעת יצירת סגסוגות בין המתכות השונות, כמו גם בין אלה לבין יסודות כימיים אחרים שׁוֹנִים.

מהתועלת לסיכון

חשיבותו בכל התחומים הטכנולוגיים של האנושות היא עובדה שאין עליה עוררין, שראשיתה של עידן המתכת, עם גילוי הנחושת והשימוש בה לפני כ-7,000 שנה. שנים, שאפשרו לבני האדם של אז להתעלות מעל השימוש באבן לקראת פיתוחם של כלים מורכבים ושימושיים יותר ויותר, שהגיעו לימינו ב- אשר לחלוטין כל מה שאנו משתמשים ומחזיקים תלוי אך ורק בצורה זו או אחרת בשימוש במגוון רחב של מתכות, גם אם הן אינן נראות בקלות, כגון המבנים הפנימיים של מבנים ומבנים, כלי הרכב ואמצעי התחבורה המרובים ואפילו האנרגיה החשמלית שבה אנו משתמשים בבית, כמו גם הנורה שאנו מדליקים איתה.

למרות העובדה שהדימוי המנטלי שיש לנו בדרך כלל לגבי מתכות כולל חפצים בוטים וברורים הכוללים חומרים גדולים, המציאות היא שניתן למצוא את היסודות הללו מפוזרים בפרופורציות זעירות, או להיות חלק ממגוון רחב מאוד של תרכובות ופתרונות, מהם בסופו של דבר מתנתקים כאטומים חופשיים, הופכים ניתנים להטמעה בקלות באורגניזמים חיים ושהצטברותם מסכנת בסופו של דבר חיים, עבור באמצעות שינוי של מסלולים מטבוליים, תפקודים תאיים ואורגניים שבאמצעותם תסמונות שונות, מחלות ועצם מוות.

אלמנטים המפגינים יכולת זו ידועים כמתכות כבדות והפכו בעצמם לאחד ממקורות הדאגה הגדולים ביותר בכל הנוגע לטיפול בגורמים סכנות של זיהום, שכן הם יכולים להישאר נוכחים לתקופות ארוכות מאוד בכל סוגי המדיה, ולגרום לפגיעה רבה באיכות המים, האוויר וה קומות.

אמנות עם מתכות

למרות שהמראה של מתכות בקרב אבותינו הרחוקים ביותר מצא מיד שימוש פונקציונלי, גם הפרהיסטורי היצירתיות האנושית ליוותה כל אחד מהמרכיבים הללו לקראת השימוש האמנותי בו והקישוט האסתטי הקבוע של כל חפץ. זה יהיה משוכלל, הן ביד והן מבחינה תעשייתית, תוך שמירה על הרגל זה לאורך הדורות והתרבויות, המתכות השונות הן חלק מה האלמנטים האהובים על רוב האמנים והאומנים ברחבי העולם, המבטאים את מיטב הכישרון האנושי באמנויות, החל מתכשיטים אפילו הפסל.

הפניות

בוקשטיין, ב. S., & Pagola, A. ז. (1980). דיפוזיה במתכות (עמ' 37-38). ברית המועצות: תראה.

צ'אנג, ר. (1997). כִּימִיָה. מהדורה רביעית (ראשונה בספרדית). מקגרו-היל. מקסיקו.

פרר, א. (2003). הרעלת מתכות. בספר דברי הימים של מערכת הבריאות של נווארה (כרך 26, עמ'. 141-153). ממשלת נווארה. מחלקת בריאות. סְפָרַד.

לונדונו-פרנקו, ל. F., Londoño-Muñoz, P. T., & Muñoz-García, F. ז. (2016). הסיכונים של מתכות כבדות בבריאות האדם ובעלי החיים. ביוטכנולוגיה במגזר החקלאי והאגרו-תעשייתי, 14(2), 145-153.