Медь

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Медь (Cu)
Атомный номер	29
Внешний вид	пластичный металл золотисто-розового цвета
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	63,546 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	128 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	745,0 (7.72) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Ar] 3d10 4s1
Химические свойства
Ковалентный радиус	117 пм
Радиус иона	(+2e) 72 (+1e) 96 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	1,90
Электродный потенциал	0
Степени окисления	2, 1
Термодинамические свойства
Плотность	8,96 г/см³
Удельная теплоёмкость	0,385 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	401 Вт/(м·K)
Температура плавления	1356,6 K
Теплота плавления	13,01 кДж/моль
Температура кипения	2840 K
Теплота испарения	304,6 кДж/моль
Молярный объём	7,1 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Период решётки	3,610 Å
Отношение c/a	n/a
Температура Дебая	315,00 K

Медь — химический элемент с атомным номером 29 в периодической системе, обозначается символом Cu (лат. Cuprum), красновато-золотистого цвета (розовая в отсутствии оксидной плёеки). Пластичный переходный металл, с давних пор широко применяемый человеком.

[править] История и происхождение названия

Из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления медь — самый первый металл, широко освоенный человеком. В древности применялась в основном в виде сплава с оловом — бронзы для изготовления оружия и т. п. (см бронзовый век).

Слово того же происхождения, что и польское miedz, чешское med. У этих слов два источника — древненемецкое smida — металл (отсюда немецкие, английские, голландские, шведские и датские кузнецы — Schmied, smith, smid, smed) и греческое «металлон» — рудник, копь. Так что «медь» и «металл» — родственные слова сразу по двум линиям.

Латинское cuprum (от него произошли и другие европейские названия) связано с островом Кипр, где уже в III веке до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди. Римляне называли медь cyprium aes — металл из Кипра. В позднелатинском cyprium перешло в cuprum.

[править] Нахождение в природе

Самородная медь

Медь встречается в природе как в cоединениях, так и в самородном виде. Источниками меди могут служить такие минералы, как азурит Cu₃(CO₃)₂(OH)₂, малахит Cu₂CO₃(OH)₂, халькопирит CuFeS₂, борнит Cu₅FeS₄, ковелит CuS, халькоцит Cu₂S и куприт Cu₂O.

Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,4 до 1,0 %.

[править] Физические свойства

Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной пленкой, которая придает ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности после серебра). Имеет два стабильных изотопа — ⁶³Cu и ⁶⁵Cu, и несколько радиоактивных изотопов. Самый долгоживущий из них, ⁶⁴Cu, имеет период полураспада 12,7 ч и два различных варианта распада с различными продуктами.

Существует ряд сплавов меди: латунь — сплав меди с цинком, бронза — сплав меди с оловом и некоторые другие.

[править] Химические свойства

[править] Соединения

Медный купорос

В соединениях медь может иметь две степени окисления: менее стабильную степень Cu⁺ и намного более стабильную Cu²⁺, которая дает соли синего и сине-зелёного цвета. В необычных условиях можно получить соединения со степенью окисления +3 и даже +5. Последняя встречается в солях купраборанового аниона Cu(B₁₁H₁₁)₂^3-, полученных в 1994 году.

Карбонат меди(II) имеет зелёную окраску, что вызывает позеление элементов зданий, памятников и изделий из меди. Сульфат меди(II) при гидратации даёт синие кристаллы медного купороса CuSO₄∙5H₂O, используется как фунгицид. Существует два стабильных оксида меди — оксид меди(I) Cu₂O и оксид меди(II) CuO. Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди (YBa₂Cu₃O_7-δ), который является основой для получения сверхпроводников. Хлорид меди(I) — бесцветные кристаллы (в массе белый порошок) плотностью 4,11 г/см3. В сухом состоянии устойчив. В присутствии влаги легко окисляется кислородом воздуха, приобретая сине-зеленую окраску. Может быть синтезирован восстановлением хлорида меди(II) сульфитом натрия в водном растворе.

[править] Аналитическая химия меди

[править] Применение

Из-за низкого удельного сопротивления широко применяется в электротехнике для изготовления проводов или других проводников, например при печатном монтаже. Другое полезное качество меди — высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах (радиаторах охлаждения).

Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди YBa₂Cu₃O_7-δ, который является основой для получения сверхпроводников. Медь применяется для производства медно-окисных гальванических элементов, и батарей. Медь самый широкоупотребляемый катализатор полимеризации ацетилена.

[править] Биологическая роль

Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных. В токе крови медь переносится главным образом белком церулоплазмином. После усваивания меди кишечником она транспортируется к печени с помощью альбумина. Медь встречается в большом количестве ферментов, например, в цитохром-с-оксидазе, в содержащем медь и цинк ферменте супероксид дисмутазе, и в переносящем кислород белке гемоцианине. В крови большинства моллюсков и членистоногих медь используется вместо железа для транспорта кислорода.

Предполагается, что медь и цинк конкурируют друг с другом в процессе усваивания в пищеварительном тракте, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого элемента. Здоровому взрослому человеку необходимо поступление меди в количестве 0,9 мг в день.

[править] Токсичность

Все соединения меди токсичны. 30 г cульфата меди является летальной дозой для человека. Содержание меди в питьевой воде не должно превышать 2 мг/л. Болезнь Вилсона сопровождается накапливанием меди в организме, так как она не выделяется печенью в желчь. Эта болезнь вызывает повреждение мозга и печени. Исследования показали, что у людей, больных шизофренией, было повышенное содержание меди в организме. Однако неизвестно, вызывает ли медь психическое расстройство, или накапливание меди является реакцией организма на болезнь, или высокое содержание меди вызвано самой болезнью.

[править] См. также

Категория:Соединения меди

[править] Ссылки

На Викискладе есть раздел по теме
Медь

• Медь на Webelements
• Медь в Популярной библиотеке химических элементов