نافلزها هم کار می‌کنند
وقتی از «مواد مفید» حرف می‌زنیم، معمولاً فلزها به ذهن می‌آیند. اما هوایی که نفس می‌کشیم، کودی که مزرعه‌ها را بارور می‌کند، خمیردندانی که صبح‌ها استفاده می‌کنیم و آبی که از لوله می‌آید، همه به نافلزها وابسته‌اند. نافلزها چه می‌کنند؟
اکسیژن، دو شکلِ یک عنصر
هوا مخلوطی از چند گاز است: بیشترش نیتروژن، حدودِ یک‌پنجمش اکسیژن، و کمی آرگون، کربن‌دی‌اکسید و بخارِ آب. اکسیژنِ هوا مولکول‌های دواتمی دارد، O₂، و همان است که برای تنفس و سوختن لازم است.
اما اکسیژن شکلِ دیگری هم دارد: اوزون با مولکول‌های سه‌اتمی، O₃. در بالای هواکره، در ارتفاعِ حدودِ ۲۰ تا ۳۰ کیلومتری، لایه‌ای از اوزون هست که بیشترِ پرتوهای فرابنفشِ پرانرژیِ خورشید را می‌گیرد. اگر این لایه نبود، این پرتوها پوست و چشمِ ما و گیاهان را به‌شدت آسیب می‌زدند. اوزون نزدیکِ زمین، در هوای آلوده‌ی شهرها، هم ساخته می‌شود؛ آن‌جا برای ریه‌ها زیان‌آور است.
گوگرد و نیتروژن در صنعت
گوگرد جامدی زردرنگ است که کنارِ دهانه‌ی آتشفشان‌های خاموش یا کم‌فعال پیدا می‌شود؛ در دامنه‌ی دماوند هم هست. مهم‌ترین فراورده‌ی آن سولفوریک اسید است، H₂SO₄، که در ساختِ کود، رنگ، شوینده، باتریِ خودرو و چرم‌سازی به کار می‌رود. این اسید آن‌قدر پرمصرف است که گاهی می‌گویند از مقدارِ تولیدش می‌شود فهمید صنعتِ یک کشور چقدر فعال است.
نیتروژن گازی بی‌رنگ با مولکول‌های دواتمی، N₂، است. گیاهان برای رشد به نیتروژن نیاز دارند، اما بیشترشان نمی‌توانند آن را مستقیم از هوا بگیرند. برای همین در کارخانه‌ها نیتروژنِ هوا را با هیدروژن ترکیب می‌کنند تا آمونیاک (NH₃) ساخته شود. از آمونیاک کودِ شیمیایی می‌سازند و بخشِ بزرگی از غذای مردمِ جهان امروز به همین کودها وابسته است. نیتروژنِ مایع هم بسیار سرد است و برای نگه‌داریِ نمونه‌های پزشکی و منجمد کردنِ سریع به کار می‌رود.
کربن، فسفر، فلوئور و کلر
- کربن در زغال، در مغزِ مداد (گرافیت) و در الماس هست و پایه‌ی همه‌ی مولکول‌های بدنِ جانداران است.
- فسفر در سرِ کبریت و در کودها به کار می‌رود.
- فلوئور را به شکلِ یونِ فلوئورید به خمیردندان می‌افزایند تا مینای دندان محکم‌تر شود و دیرتر بپوسد.
- کلر آبِ آشامیدنی و آبِ استخر را میکروب‌زدایی می‌کند و در ساختِ سفیدکننده‌ها و بسیاری از پلاستیک‌ها به کار می‌رود.
جالب است که فلوئور و کلر رفتارِ مشابهی دارند. در درسِ بعد می‌بینیم که دلیلش در ساختارِ اتمِ آن‌هاست.
هشدار
سفیدکننده (وایتکس) را هرگز با جوهرنمک یا شوینده‌های دیگر مخلوط نکنید. از این مخلوط گازِ سمیِ کلر بیرون می‌آید.
در خانه امتحان کنید
- برچسبِ خمیردندان، کودِ گلدان و یک شوینده را بخوانید. نامِ کدام نافلزها یا ترکیب‌هایشان را پیدا می‌کنید؟
- در خانه دنبالِ کربن بگردید: مغزِ مداد، زغال، تهِ سوخته‌ی نان. همه‌شان سیاه‌اند؟
واژه‌های این درس
- اوزون - شکلی از اکسیژن با مولکول‌های سه‌اتمی.
- پرتوِ فرابنفش - پرتوی نامرئی و پرانرژی از خورشید که به پوست و چشم آسیب می‌زند.
- آمونیاک - ترکیبِ نیتروژن و هیدروژن که از آن کودِ شیمیایی می‌سازند.
ایده‌ی اصلی
نافلزها در هوا، در بدن و در صنعت نقش‌های مهمی دارند: لایه‌ی اوزون ما را از پرتوِ فرابنفش نگه می‌دارد، از گوگرد و نیتروژن اسید و کود می‌سازند، و فلوئور و کلر از دندان‌ها و آبِ آشامیدنی محافظت می‌کنند.