نبل المعادن

واو، صندوق كنز قديم! ...به عملات من النحاس والفضة والذهب! عندما كان صندوق الكنز هذا جديدا، كان له قفل من الحديد. لكن مع مضي عدة قرون تحت الماء، أصبح القفل مجرد كومة من الصدأ. لقد تفاعل الحديد مع الماء. كيف تأثرت المعادن الأخرى؟ تفاعلت العملات النحاسية كذلك. عندما كانت جديدة، كانت لامعة وبراقة، لكنها أصبحت الآن مغطاة بطبقة كثيفة. لم تعد حتى تبدو كمعدن. أصبحت العملات الفضية رمادية قليلا وباهتة، لكن يمكننا رؤية أنها ما زالت فضية. لكن العملات الذهبية ما زالت لامعة وتبدو كالجديدة تقريبا. إنها لم تتفاعل إطلاقا. لأن الذهب جيد جدا في مقاومة التفاعلات الكيميائية مع المواد الأخرى: إنه معدن نبيل جدا. المعادن الأقل نبلا تتفاعل بشكل أسهل لتكوين مركبات كيميائية. مثل الحديد الذي يكَون الصدأ. عندما يتفاعل المعدن مع مادة أخرى، يحدث شيء لذرات المعدن. إنها تفقد بعض إلكتروناتها وتصبح أيونات معدنية. كلما كان المعدن نبيلا أكثر، كلما كانت ذراته أفضل في احتفاظها بإلكتروناتها. من بين جميع الذرات، فإن ذرات الذهب هي أكثر الذرات تمسكا بإلكتروناتها. لهذا السبب لا يتفاعل الذهب مع أية مادة تقريبا. بينما ذرات المعادن الأقل نبلا تكون أكثر استعدادا للتفاعل، لأن قدرتها على التمسك بإلكتروناتها أقل. يمنحنا ذلك طريقة للمقارنة بين المعادن: وهي اختبار أيها أكثر نبلا. لنبدأ بهذه القطعة من القصدير، ومحلول يحتوي على أيونات النحاس. أيونات النحاس هي ما يجعل المحلول أزرق اللون. يتكون القصدير المعدني من ذرات القصدير، والتي ما زالت تحتفظ بإلكتروناتها. تفتقد أيونات النحاس إلكترونان، لذلك السبب لها شحنة موجبة. لنقم بوضع قطعة القصدير داخل محلول أيونات النحاس. ستحدث منافسة الآن. تريد أيونات النحاس أخذ إلكترونات من القصدير. لكن ذرات القدير تريد الاحتفاظ بإلكتروناتها. إنهما يتنافسان على الإلكترونات. أيونات النحاس أقوى - النحاس أكثر نبلا من القصدير. عندما تلتقط أيونات النحاس الإلكترونات، فإنها تصبح ذرات نحاس. تبدأ طبقة داكنة من النحاس المعدني بالتكون على سطح القصدير، بينما يختفي اللون الأزرق للمحلول تدريجيا. ذرات القصدير التي تفقد الإلكترونات تصبح أيونات القصدير تتحرك في المحلول. إذا انتظرنا لما يكفي من الوقت، فسيختفي القصدير المعدني تماما، وسنحصل على محلول عديم اللون يحتوي على أيونات القصدير، وحبيبات بنية في قاع الحاوية - النحاس المعدني. بدأنا بقصدير معدني ومحلول يحتوي على أيونات النحاس، وبعد التفاعل أصبح لدينا نحاس معدني ومحلول يحتوي على أيونات القصدير. المعدن الأكثر نبلا - النحاس - هو الذي ربح المنافسة على الإلكترونات، وتمكن من أن يصبح في شكله الذري. إذا حاولنا تجربة نفس الشيء مع الفضة في محلول من أيونات النحاس... ...لن يحدث شيء. أيونات النحاس ليست بالقوة الكافية لانتزاع إلكترونات من ذرات الفضة. عندما يبدأ الأمر بالمعدن الأكثر نبلا - الفضة - في شكله الذري، تظل الإلكترونات في مكانها. المعدن الأكثر نبلا يبقى في شكله الذري. إذا فالنحاس أقل نبلا من الفضة، لكنه أكثر نبلا من القصدير. نبل المعادن يعتبر مقياسا لقدرتها على مقاومة التفاعلات الكيميائية. أحد الطرق لمقارنة نبل المعادن، هو مقابلة ذرات من أحد المعادن مع أيونات من معدن آخر، حيث ستحدث منافسة على الإلكترونات ليصبح أحد المعدنين في شكله الذري، والمعدن الذي يفوز هو الأكثر نبلا.