Мед (елемент)

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Ni - Cu - Zn
Cu Ag
	Периодична система на елементите

Общи данни

Име, символ, Атомен номер

Мед, Cu, 29

Химическа серия

метал

Група, Период

1Б, 4

Външен вид

метално кафяв

Свойства на атома

Атомна маса

63,546 u

Атомен радиус (calc)

135 (145) pm

Ковалентен радиус

138 pm

Радиус на ван дер Ваалс

140 pm

Електронна конфигурация

3d¹⁰4s¹

e^- на енергийно ниво

2, 8, 18, 1

Оксидационни състояния

1, 2, 3, 4

Кристална структура

регуларна стенно
централна

Физични свойства

Агрегатно състояние

твърдо

Плътност

8920 [[kg/m³]]

Температура на топене

1357,6 K
(1084,4 °C)

Температура на кипене

2840 K
(2567 °C)

Моларен обем

7,11×10^-3 m³/mol

Специфична топлина на изпарение

300,3kJ/mol

Специфична топлина на топене

13,05 kJ/mol

Налягане на парата

0,0505 Pa (1358 K)

Скорост на звука

3570 m/s (293,15 K)

Други

Електроотрицателност

1,90 (скала на Паулинг)
1,75 (скала на Алред)

Специфичен топлинен капацитет

380J/(kg*K)

Специфична електропроводимост

59,6×10⁶ S/m

Топлопроводимост

401W/(m*K)

I Йонизационен потенциал

745,5 kJ/mol

II Йонизационен потенциал

1957,9 kJ/mol

III Йонизационен потенциал

3555 kJ/mol

IV Йонизационен потенциал

5536 kJ/mol

Медта е химичен елемент, метал с атомен номер 29 и символ Cu в Периодичната система на елементите на Менделеев. Медта е пластичен метал с изключително добра електропроводимост и намира широко приложение като проводник на електричество, строителен материал и съставна част от множество сплави.

[редактиране] История

По византийско време металът бил известен под наименованието халкос. Медта е била много важен ресурс за римляни и византийци. Тя се свързвала с богинята Афродита и с планетата Венера в митологията и алхимията, което се дължало на сияещата красота, използването за направата на огледала в древни времена и връзката с Кипър (от англ. Cyprus, което звучи като лат. наименование на медта Cuprum), което било свещено за богинята. В алхимията символът на медта бил като символа на планетата Венера.

Медта е била известна на едни от най-древните цивилизации и има история на повече от 10 000 години. Медно украшение направено през 8700 г. пр. хр. е било открито в днешен северен Ирак. През 5000 г. пр. хр. има признаци за топенето на мед и получаването му чрез пречистване на CuCO₃(OH)₂ (малахит) или Cu3(CO3)2(OH)2 (азурит), докато най-ранните признаци за използването на злато датират от едва 4000 г. пр. хр. в сравнение с медта. Намерени са медни и бронзови артефакти в древните Шумерски градове, датиращи от около 3000 г. пр. хр., а също и Египетски артефакти от мед и от медни сплави със съдържание на калай от приблизително същата дата. В една от пирамидите е била намерена медна водопроводна система, която датира от преди 5000 години.

Египтяните открили, че като добавят малко количество калай към медта я правят по-лесна за отливане, поради което бронзовите сплави били открити в Египет по същото време, по което е бил открит металът. Използването на мед в древен Китай датира от около 2000 г. пр. хр. През 1200 г. пр. хр. вече се изработвали майсторски статуи и оръжия от бронз. Не можем да не обърнем внимание на факта, че тези дати са повлияни от различните войни и завоевателни походи, тъй като медта е лесна за претопяване и повторна употреба. В Европа Йотци,(Ötzi the Iceman) леденият човек, който е мъж, чиято добре запазена от ледниците в Австро-италианските Алпи мумия датира от около 3200 г. пр. хр., е бил намерен с брадва направена от мед, която била 99.7% чиста. Количеството арсен (As-33) намерено в косата му предполага, че той се занимавал с топене на мед. Месингът, сплав на мед с цинк, е бил известен на византийците, но още преди тях широко употребяван и от римляните.

Използването на бронз било толкова широко разпространено в определен период от развитието на човешката цивилизация, че този период бил наименован Бронзовата Ера. В някои райони периодът между Неолита и Бронзовата Ера е наречен Калколит и за него е характерна употребата на медни сечива с голяма чистота на медта наред с каменните сечива.

[редактиране] Произход на наименованието

Латинското наименование на медта (Cu) cuprum произлиза от остров Кипър. Римляните получавали мед от богати медни рудници на този отсров.

[редактиране] Местонахождение в природата

[редактиране] Добив

[редактиране] Приложение

Както вече споменахме, медта е ковка и намира приложение в:

електропреносната и електроразпределителната мрежа;
водопроводната мрежа;
дръжките на вратите и други домашни предмети;
скулптурата и направата на статуи (статуята на Свободата съдържа 81.3 тона мед);
материалите за покрив, канавките, улеите и др.;
електромагнитите;
електричните машини, най-вече електрически двигатели и генератори;
парните двигатели;
електрически релета, ел. превключватели и автобусните врати;
улеите по покривите и канализацията;
електронни лампи, катодно-лъчеви тръби и магнетроните в микровълновите печки;
структури, които насочват свръхвисокочестотни радиовълни;
все повече навлиза в интегралните схеми, замествайки алуминия заради по-добрата си проводимост;
в сплав с никела, примерно купроникел и монел, се използва в корабостроенето поради високата издържливост на корозия;
като съставна част на монетите, най-често във вид на купроникел;
направата на тигани за пържене;
предмети като ножове, лъжици, вилици съдържат мед;
използва се в болниците и по корпусите на корабите, а също и в климатиците, понеже бактериите не се развиват върху повърхности направени от мед;
меден сулфат (CuSO4) се използва в басейните и в градинарството (син камък) за защита от плесен и гъбички;
използва се в производството на компютри, като част от охлаждащите радиатори поради по-големия си капацитет за разсейване на топлина в сравнение с алуминия;
медта понякога се използва и за мултифункционалните ножчета на жените ескимоси;
американските пенита (1/100 от долара) са с 4.5%-ово съдържание на мед;
американските 5-центови монети са с 3.5%-ово съдържание на мед;
американските 10-центови монети са с 5.5%-ово съдържание на мед;
американските 25-центови монети са с 3.8%-ово съдържание на мед;

[редактиране] Биологична роля

Медта е съществена за всички висши растения и животни. Тя се пренася от кръвта чрез плазмен протеин наречен церулоплазмин. Когато медта се разгради от храносмилателната система, тя се пренася до черният дроб. Медта се среща в голямо разнообразие от ензими, включително в медните центрове (CuA, CuB) на цитохромин ‘c’ (це) и на още един ензим съдържащ мед и цинк. В допълнение към функциите на медта в ензимите тя се използва и за биологичния пренос на електрони. Сините медни протеини, които участват в електронния пренос включват азурин и пластоцианин. Наименованието “синя мед” идва от техния наситен син цвят.

Повечето мекотели и паякообразни като подковният рак (който има по-близка връзка с паяците и скорпионите, отколкото с ракообразните) използват по-скоро мед-съдържащият пигмент хемоцианин, отколкото съдържащият желязо хемоглобин за пренос на кислород, оттам и синият цвят на кръвта им при окисляване вместо червения.

Предполага се, че цинкът и медта си съперничат по попиване от храносмилателния тракт, така че диета, която изключва единия от тези минерали може да доведе до недостиг на другия. Нормалното количество на мед, което трябва да приема възрастен човек на ден е около 0.9 милиграма.

[редактиране] Физични свойства

Медта е метал с червеникав цвят, който има висока електро- и топлопроводимост (сред чистите метали само среброто при стайна температура има по-висока електропроводимост). Медта има такъв цвят, защото отразява червената и оранжевата светлина и поглъща други честоти от видимият спектър заради структурата си. Елементът е в контраст с оптическите характеристики на златото, среброто и алуминият.

Медта се намира в една и съща група със среброто и златото, оттук идват и сходните й характеристики с тези метали. Всичките имат висока електро- и топлопроводимост, и трите елемента имат свойството ковкост. Златото и медта са единствените метали, които имат цвят.

Медта е неразтворима във вода (H2O) както и в изопропанол, т.е. изопропилов алкохол.

Елементът има два стабилни изотопа 63Cu и 65Cu, наред с още около 24 радиоизотопа (радиоактивни изотопи, нестабилни). По голямата част от тези радиоизотопи имат кратък живот от порядъка на няколко минути, а понякога и по-малко от минута; най-дълго издържалият радиоизотоп на медта, 64Cu, е съществувал в продължение на 12:42 часа, като има два начина на разпад всеки един, от които води до различни продукти.

Медта има много на брой сплави – някои разширители на тръби са медно-калаена сплав, месингът е сплав от мед и цинк, бронзът също е сплав на мед и калай. Металът монел (създаден от Робърт Кругс Стенли през 1901, за международна компания за никел, използва се за направата на буталата на цилиндрите в двигателя) е медно-никелова сплав, наричан още купроникел. Освен за медно-калаени сплави думата “бронз” се използва и за наименование на всякакви медни сплави, примерно алуминиев бронз, силициев бронз и манганов бронз.