אבץ: יסוד כימי בעל המספר האטומי 30

ערך זה עוסק ביסוד כימי. אם התכוונתם למשמעות אחרת, ראו אבץ (פירושונים).

זהו מינרל קורט חשוב להפעלתם של אנזימים רבים ולתפקודים ביולוגיים רבים נוספים.

אבץ

גליום - אבץ - נחושת
Zn Cd       30 Zn                                                                                                                                                                                                                                                                                           הטבלה המחזורית
נתונים בסיסיים
מספר אטומי	30
סמל כימי	Zn
סדרה כימית	מתכות מעבר עמידות
מראה
אפור בהיר-כחלחל
תכונות אטומיות
משקל אטומי	65.39 u
רדיוס ואן דר ואלס	139 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה	2, 8, 18, 2
דרגות חמצון	1, 2
תכונות פיזיקליות
צפיפות	7,140 kg/m3
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק
נקודת רתיחה	1,180.15K (907°C)
נקודת התכה	692.43K (419.28°C)
לחץ אדים	192.2Pa ב-692.73K
מהירות הקול	3,700 מטר לשנייה ב-293.15K
שונות
אלקטרושליליות	1.65
קיבול חום סגולי	390 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית	16.6 106/m·Ω
מוליכות חום	116 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה	906.4 kJ/mol
אנרגיית יינון שנייה	1,733.3 kJ/mol
אנרגיית יינון שלישית	3,833 kJ/mol
אנרגיית יינון רביעית	5,731 kJ/mol
היסטוריה
נקרא על שם	tine (גרמנית)

אבץ הוא מתכת המשמשת לגלוון פלדה. יחסית למתכות אחרות, היסוד מגיב במתינות. מתחבר עם חמצן ואל־מתכות אחרות ומגיב עם חומצות מהולות בתהליך המשחרר מימן. עם חומצת מלח מגיב בתגובה אקסותרמית. זהו הרביעי מבין המתכות הנמצאות בשימוש נפוץ, כשלפניו רק ברזל, אלומיניום ונחושת במונחים של כמות המתכת המופקת מדי שנה.

מיקומו של האבץ בטור ה-12 של הטבלה המחזורית גורם לכך שיש לו נטייה לאבד 2 אלקטרונים בפוטנציאל גדול ממתכות אחרות, 2 האלקטרונים מהקליפה 4S- לכן יש לו מצב חמצון נפוץ יחיד, +2, והוא מחזר מצוין. הוא דיאמגנטי.

 

• גלוון מתכות למניעת שיתוך (חלודה).
• בצורתו הטהורה הוא משמש כמחזר מצוין לתרכובות יוניות מתכתיות (פוטנציאל איבוד 2 אלקטרוני 4S).
• משמש בסגסוגות כגון פליז, כסף ניקל, סגסוגות הלחמה שונות, כסף גרמני ועוד.
• לפליז יש שימושים רבים, בשל חוזקו ועמידותו בפני שיתוך.
• יציקה, בעיקר בתעשיית הרכב.
• אבץ משמש כאנודה בסוללות אלקליין ובסוללת אבץ-אוויר.
• תחמוצת האבץ (ZnO) משמשת כפיגמנט לבן בצבעים כגון צבעי מים, וכגורם מעודד תגובה בתעשיית הגומי. כמשחה הנמכרת ללא מרשם רופא, היא משמשת כקרם לפנים ולאף למניעת התייבשות והגנה מפני פגעי השמש והרוח. היא גם משמשת למריחה על תינוקות למניעת תפרחת חיתולים.
• כלוריד האבץ (ZnCl₂) משמש כדאודורנט וכחומר לשימור עץ.
• סולפיד האבץ (ZnS) משמש בפיגמנטים זוהרים, לשם ייצור מחוגי שעון ועצמים אחרים הזוהרים בחשכה.
• מתיל האבץ (Zn(CH₃)₂) משמש במספר סינתזות אורגניות.
• משחות המבוססות על קלמין, תערובת של אבץ-הידרוקסי-פחמני וסיליקטים, משמשות לטיפול בפריחות בעור או באיפור מינרלי.
• נכלל במרבית תכשירי הוויטמינים הנמכרים ללא מרשם רופא. מחקר מטא-אנליזה הראה ששימוש בסוג ספציפי של תוסף אבץ (Zinc acetate lozenges) עשוי להחליש או לקצר תסמינים נפוצים של הצטננות בעשרות אחוזים. סוגים נפוצים אחרים של אבץ כמו Zinc lozenges, לא הראו שיפור משמעותי. כמספר מתכות אחרות, מאמינים כי יש לאבץ תכונות נוגדות חמצון, ויכולת להאיץ את תהליך ההחלמה לאחר פציעה.
• ישנן משחות שיניים ושטיפות פה המכילות אבץ, המסייע למניעת ריח רע מהפה.

סגסוגות אבץ נמצאות בשימוש האנושות מזה אלפי שנים. סחורות מפליז מהשנים 1000-1400 לפנה"ס נמצאו בארץ ישראל, וחפצים המכילים 87% אבץ נתגלו באזורים פרהיסטוריים של טרנסילבניה. בשל נקודת הרתיחה הנמוכה שלה ואופן ההגבה הכימי שלה, אופייה האמיתי של מתכת זו לא הובן בזמנים קדומים.

אופן ייצור הפליז היה מוכר לרומאים מאז שנת 30 לפנה"ס לערך, בשיטה של חימום קלמין ונחושת יחדיו בכור-היתוך. תחמוצות האבץ בקלמין פחתו, והאבץ החופשי נלכד בידי הנחושת ויצר סגסוגת. הפליז שנוצר נוצק או רוקע לצורה הרצויה.

התכה והוצאה של צורות לא טהורות של אבץ בוצעו בהודו ובסין כבר בשנת 1000 לספירה. בסוף המאה ה-14, ההודים כבר ידעו על האבץ כמתכת נפרדת משבע המתכות שהיו מוכרות לקדמונים. במערב, נהוג לציין את הגרמני אנדריאס מרגראף כמי שגילה את האבץ המתכתי הטהור בשנת 1746, אף על פי שהסיפור המלא מורכב למדי.

תאורים של ייצור פליז במערב אירופה מופיעים בכתביו של אלברטוס מגנוס משנת 1248 לערך, ובמאה ה-16, ההבנה והמודעות למתכת חדשה זו התרחבו במידה ניכרת. גאורגיוס אגריקולה ציין ב-1546 כי ניתן לעבות ולגרד מתכת לבנה מדפנות כור ההיתוך כשמתיכים עפרות אבץ. הוא ציין בכתביו כי מתכת דומה המכונה "zincum" הופקה בשלזיה. פאראצלסוס (1541-1493) היה הראשון שטען כי "zincum" היא מתכת חדשה, שיש לה תכונות כימיות שונות מאלה של מתכות אחרות.

מכאן שהאבץ כבר היה מוכר בעת שמרגראף גילה את תגליותיו, ולמעשה אבץ בודד שנתיים קודם לכן בידי כימאי אחר, אנטון פון שוואב. אולם דוחותיו של מרגראף היו מקיפים ושיטתיים, ואיכות המחקר שלו קבעה את המוניטין שלו כמגלה האבץ.

בטרם גילוי שיטת ההצפה^{[דרושה הבהרה]} של סולפיד האבץ (המינרל ספלריט), היווה קלמין את המקור העקרי לאבץ.

 

אבץ הוא מרכיב חיוני בבני-אדם, אשר הכרחי לקיום החיים. מחסור באבץ מוביל לתוצאות ניכרות של עליה במשקל אצל בעלי-חיים, לפגיעה במערכת החיסון (ולעיתים בחוש הטעם והריח), וכן בבריאות המנטלית, בשל השפעתו על הורמונים (בפרט טסטוסטרון), על מערכת העצבים ועל אזורים במוח. מחסור באבץ נקשר גם לריפוי איטי של פצעים ונשירת שיער. אבץ מצוי באינסולין, בחלבונים מסוימים, ובאנזימים שונים.

מקורות מזון טבעיים לאבץ כוללים בשר אדום, בשר עוף, שעועית, אגוזים, דגנים מלאים, גרעיני דלעת, גרעיני חמנית וצדפות. חלקי השוק והצוואר בבשר בקר עשירים במיוחד באבץ.

אצל גברים, אבץ הוא מרכיב חשוב בייצור נוזל הזרע. עד 5 מ"ג אבץ אובדים בעת פליטה. מחסור באבץ אצל גברים מוביל לספירת זרע נמוכה ומרץ מיני מופחת. במשנה במסכת נדרים מוזכר אכילת שום בלילות שבת כדי להרבות זרע, כנראה עקב הימצאות האבץ בו.

מזה עשרות שנים ידוע כי לאבץ יכולת לעכב שכפול של Rhinoviruses - הווירוס העיקרי הגורם לצינון - בניסויי מבחנה. סקירות מחקרים ומטה-אנליזה שפורסמו ב-2013 מצאו ראיות באיכות בינונית לכך שנטילת לכסניות של אבץ-אצטט בכמות של 75 מ"ג או יותר אבץ יוני ביום עשויות להפחית את זמן ההצטננות בקרוב לשלושה ימים, וייתכן שאף מפחיתה מחומרת התסמינים. יש לשים לב לכך שמרבית תוספי האבץ המוצעים למכירה בשוק מכילים תרכובות אבץ שאינן אבץ-אצטט ושהמחקרים מעידים על יעילות פחותה/היעדר יעילות שלהן. בנוסף, אפשר שלצורת הנטילה - לכסניות למציצה - חשיבות רבה, מפני שצורת מתן זו עשויה ליצור ריכוז גבוה יחסית של אבץ באזור הזיהום (דרכי הנשימה העליונות). בכל אופן, על-מנת להגיע למסקנות חד-משמעיות בנושא זה דרושים מחקרים נוספים.

אבץ נמצא במיקום ה-23 ברשימת היסודות הנפוצים בקרום כדור הארץ. המחצבים הניכרים ביותר מכילים בקירוב 10% ברזל ו-40 עד 50 אחוז אבץ.

אבץ מופיע בתרכובות בטבע ב-4 איזוטופים יציבים: ⁶⁶Zn, ⁶⁷Zn, ⁶⁸Zn ו-⁶⁴Zn. ה-64 הוא הנפוץ ביותר (48.6%). אופיינו 22 רדיואיזוטופים; הנפוץ והיציב שבהם הוא ⁶⁵Zn, שלו זמן מחצית חיים של 244.26 יום, ואחריו ⁷²Zn עם זמן מחצית חיים של 46.5 שעות. לכל שאר האיזוטופים הרדיואקטיביים יש מחצית חיים של פחות מ-14 שעות - למעשה, אצל רובם מדובר בפחות משנייה אחת. ליסוד יש גם 4 מטא מצבים.

אף על פי שההשלכות השליליות של מחסור באבץ היו מוכרות שנים רבות, לקח זמן רב עד שעלתה המודעות לסכנות אפשריות של צריכת אבץ מוגזמת. אבץ נחשב לא רעיל יחסית, במיוחד אם הוא נלקח דרך הפה. עם זאת, סימפטומים של רעילות גלויה (בחילה, הקאות, כאבים באזור רום הבטן (אנ'), ותשישות) עלולים להתרחש במקרה של צריכת כמות אבץ גבוהה במיוחד. גם בצריכה שאינם מוגזמת, אך כזו העולה בהרבה על קצב התזונה המומלץ (למשל, צריכת 100–300 מ"ג ליום, במקום כ-15 מ"ג ליום), ישנן עדויות לעליה בסיכון לתופעת חוסר בנחושת (אנ') המלווה בתסמינים של אנמיה ונויטרופניה, פגיעה במערכת החיסון ותסמינים נוספים. גם צריכה שהיא רק מעט מעל למומלץ עלולה לגרום לשיבושים בניצול הגוף של נחושת וברזל ולהשפיע לרעה על ריכוזי כולסטרול.

מיזמי קרן ויקימדיה
ערך מילוני בוויקימילון: אבץ
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: אבץ

• אבץ, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• אבץ באתר "Webelements" (אנגלית)
•   אבץ, דף שער בספרייה הלאומית