Cu характеристика элемента: Характеристика меди | Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева с историческими сведениями

alexxlab | 08.08.1992 | 0 | Разное

Характеристика меди | Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева с историческими сведениями

Общая характеристика меди как элемента

Химический знак – Cu.

Относительная атомная масса – 63,546.

В соединениях медь двухвалентна, степень окисления в соединениях с неметаллами равна +2.

 

Медь как вещество

Способы получения меди:

• Восстановлением из оксида меди(II) при нагревании:

CuO + H₂→ Cu + H₂O

• Вытеснением из раствора соли более активным металлом:

CuCl₂ + 2Al → 3Cu↓ + 2AlCl₃

• Электролизным методом: 

2CuSO₄ + 2H₂O → 2Cu↓ + O₂↑ + 2H₂SO₄

• Гидрометаллургическим методом (растворение минералов меди в разбавленной кислоте, например в серной кислоте, и последующее вытеснение металлическим железом):

CuSO₄ + Fe → Cu↓ + FeSO₄

        

Физические свойства меди:

• В чистом виде это вязкий, мягкий и ковкий металл красно-розового цвета.
• Не изменяется на воздухе при отсутствии влаги и углекислого газа. Если же в воздухе медь вступает в реакцию с кислородом, водой и углекислым газом, то образуется непрочная патина зелёного цвета – продукт окисления.
• При нагревании тускнеет (образование оксидной пленки).
• Обладает исключительно хорошей тепло- и электропроводностью.
• Температура плавления равна 1084,5°С, температура кипения равна 2540°С.

 

Химические свойства меди:

Медь – слабый восстановитель (благородный металл). Переводится в раствор кислотами-неокислителями или гидратом аммиака в присутствии кислорода, цианидом калия.

Реагирует с концентрированной серной и азотной кислотами, «царской водкой», кислородом, галогенами, халькогенами, оксидами неметаллов. При нагревании вступает во взаимодействие с галогеноводородами.

Не реагирует с водой, разбавленной хлороводородной кислотой.

1. Реагирует с концентрированной серной и азотной кислотами:

Cu + H₂SO_{4(хол. )} → CuO + SO₂↑ + H₂O

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

2. Окисляется «царской водкой»:

Cu + 2HNO₃ + 6HCl → 3CuCl₂ + 2NO↑ + 4H₂O

3. Окисляется кислородом при нагревании:

4Cu + O_{2(недост.)}→ 2Cu₂O

2Cu + O_2(изб.)→ 2CuO

4. При комнатной температуре реагирует с галогенами (хлором и бромом) и серой:

Cu + Cl₂ → CuCl₂

Cu + S → CuS

5. При нагревании вступает во взаимодействие с оксидами неметаллов:

4Cu + SO₂→ Cu₂S + 2CuO

Cu + 2N₂O₄→ Cu(NO₃)₂ + 2NO↑

 

         Применение меди:

Металлообрабатывающая, машиностроительная, химическая, стекольная, военная промышленности, сельское хозяйство и ряд других отраслей – основные потребители меди.

Медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых и других кабелей, проводов или проводников. Применяют и в различных теплоотводных и теплообменных устройствах: радиаторах охлаждения, кондиционирования и отопления, компьютерных кулерах. В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию. Медь широко применяется как катализатор, как бактерицидное средство и в архитектурном деле.

 

Источники

1. https://ru.wikipedia.org/wiki.

2. Лидин, Р. А. Химические свойства неорганических веществ / Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. – М.: Химия, 2000.

3. Таубе П. Р. От водорода до … / П. Р. Таубе, Е. И. Руденко. – М.: Высшая школа, 1968.

 

 

 

Медь и её характеристики

Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Общая характеристика меди

Общее содержание меди в земной коре сравнительно невелико [0,01% (масс.)], однако она чаще чем другие металлы, встречается в самородном состоянии, причем самородки меди достигают значительной величины.

Важнейшими минералами, входящими в состав медных руд, являются: халькозин, или медный блеск Cu₂S; халькопирит, или медный колчедан CuFeS₂; малахит (CuOH)₂CO₃.

Чистая медь – тягучий вязкий металл светло-розового цвета (рис. 1), легко прокатываемый в тонкие листы. Она очень хорошо проводит теплоту и электрический ток, уступая в этом отношении только серебру. В сухом воздухе медь почти не изменяется, так как образующаяся на её поверхности тончайшая пленка оксидов (придающая меди боле темный цвет) служит хорошей защитой от дальнейшего окисления. Но в присутствии влаги и диоксида углерода поверхность меди покрывается зеленоватым налетом карбоната гидроксомеди (CuOH)₂CO₃.

Рис. 1. Медь. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса меди

Поскольку в свободном состоянии хром существует в виде одноатомных молекул Cu, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 63,546.

Изотопы меди

Известно, что в природе медь может находиться в виде двух стабильных изотопов ⁶³Cu (69,1%) и ⁶⁵Cu (30,9%). Их массовые числа равны 63 и 65 соответственно. Ядро атома изотопа меди ⁶³Cu содержит двадцать девять протонов и тридцать четыре нейтрона, а изотоп ⁶⁵Cu – столько же протонов и тридцать шесть нейтронов.

Существуют искусственные нестабильные изотопы меди с массовыми числами от 52-х до 80-ти, а также семь изомерных состояний ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп ⁶⁷Cu с периодом полураспада равным 62 часа.

Ионы меди

Электронная формула, демонстрирующая распределение по орбиталям электронов меди выглядит следующим образом:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹.

В результате химического взаимодействия медь отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Cu⁰ -1e → Cu⁺;

Cu⁰ -2e → Cu²⁺.

Молекула и атом меди

В свободном состоянии медь существует в виде одноатомных молекул Cu. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу меди:

Энергия ионизации атома, эВ	7,72
Относительная электроотрицательность	1,90
Радиус атома, нм	0,128

Сплавы меди

Важнейшими сплавами меди с другими металлами являются латуни (сплавы меди с цинком), медноникелевые сплавы и бронзы.

Латуни содержат до 45% цинка. Различают простые и специальные латуни. В состав последних входят другие элементы, например железо, алюминий, олово, кремний.

Медноникелевые сплавы подразделяются на конструкционные и электротехнические. К конструкционным относятся мельхиоры и нейзильберы. Мельхиоры содержат 20-30% никеля и небольшие количества железа и марганца, а нейзильберы содержат 5-35% никеля и 13-45% цинка. К электротехническим медноникелевым сплавам относятся константан (40% никеля, 1,5% марганца), манганин (3% никеля и 12% марганца) и копель (43% никеля и 0,5% марганца).

Бронзы подразделяются по основному входящему в их состав компоненту (кроме меди) на оловянные, алюминиевые, кремнистые и т.д.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Медь Минеральные свойства, использование и распространение

Медь, вероятно, была первым металлом, использованным людьми. Считается, что люди эпохи неолита использовали камень вместо камня к 8000 г. до н.э. Около 4000 г. до н.э. египтяне отливали медь в формах. К 3500 г. до н.э. его начали сплавлять с оловом для получения бронзы. Он непрозрачный, яркий и имеет металлический лососево-розовый цвет на свежеразломанных поверхностях, но вскоре становится тускло-коричневым. Кристаллы встречаются редко, но при формировании имеют кубическую или додекаэдрическую форму, часто располагаются в ветвящихся агрегатах. Большинство из них встречается в виде неправильных, уплощенных или ветвящихся масс. Это один из немногих металлов, которые встречаются в «самородной» форме, не будучи связанными с другими элементами. Самородная медь, по-видимому, является вторичным минералом, возникающим в результате взаимодействия медьсодержащих растворов с железосодержащими минералами.

Азурит-Малахит Самородные медные минералы Самородные медные минералы Самородные медные минералы

Название : От латинского cuprum, в свою очередь от греческого kyprios, Кипр, с острова которого раньше производился металл.

Химия : Обычно только с небольшими количествами других металлов.

Ассоциация : Серебро, халькоцит, борнит, куприт, малахит, азурит, тенорит, оксиды железа, многие другие минералы.

Химическая классификация	Native element
Chemical Composition	Cu

Color	Red on a fresh surface, dull brown on a tarnished surface
Streak	Metallic copper red
Блеск	Металлик
Спайность	Нет
Прозрачность	Непрозрачность
Твердость по шкале Мооса0020	от 2,5 до 3
Удельный вес	8,9
Диагностические свойства	Цвет, блеск, удельный вес, Плотная металле, пластичность
Кристаллическая система	Изометрическая
Затрачиваемость	. )

Тип	Изометрические
Твиннинг	Шипин -близнецы {111}

обычно связаны с полюсными Zones In Mafic Ectress Extrects, Messely Insly Insuction, и Mares in Marons, и Mares in Marons, и Mares in in -in -necrips, и не были связаны с полюсными zones in mafic cesclines -cscorts. гидротермального происхождения, выпадающие в осадок в результате окислительных условий; в зоне окисления крупных вкрапленных месторождений в результате вторичных процессов. Редкий минерал в некоторых метеоритах.

Подавляющее большинство производимой в мире продукции используется в электротехнической промышленности. Большая часть оставшихся используется для создания акклиматизации. Основным составляющим веществом балки является важный ряд сплавов латуни (цинк), бронзы (олово) и нейзильбера (цинк и никель, без серебра).

• Проводит электричество и тепло;
• Проводка,
• Электрические контакты и схемы;
• Чеканка монет
• Сплавы

Встречается во многих районах мира.

• В США в виде исключительно больших масс и превосходных крупных кристаллов в месторождениях полуострова Кевино, Кевино и Хоутон, штат Мичиган; в нескольких месторождениях порфира в Аризоне, в том числе на руднике New Cornelia, Ajo, Pima Co.; Медная Королева и другие рудники в Бисби, Кочиз Ко.; и в Ray, Gila Co.; аналогично на руднике Чино в Санта-Рите, Грант, Нью-Мексико.
• В Намибии, на руднике Онганджа, в 60 км к северо-востоку от Виндхука и в Цумебе.
• В крупных кристаллах Туринского рудника, Богословск, Урал, Россия.
• В Германии, в Райнбрайтбахе, Северный Рейн-Вестфалия, и на шахте Фридрихсеген, недалеко от Бад-Эмса, Рейнланд-Пфальц.
• В мелких образцах из многих шахт в Корнуолле, Англия.
• В Австралии, в Брокен Хилл, Новый Южный Уэльс.
• В Чили, в Андаколье, недалеко от Кокимбо. Из Боливии, в Корокоро.

Ссылки

Боневиц, Р. (2012). Камни и минералы. 2-е изд. Лондон: Издательство ДК.
Handbookofmineralogy.org. (2019). Справочник по минералогии. [онлайн] Доступно по адресу: http://www.handbookofmineralogy.org [По состоянию на 4 марта 2019 г.].
Mindat.org. (2019). Медь: информация о минералах, данные и местонахождения ..
Доступно по адресу: https://www.mindat.org/min-727.html [Проверено 4 марта 2019 г.].

Примеси сплава: следовые элементы, изменяющие характеристики меди

20.03.2019

В промышленных и производственных операциях вы обнаружите, что металлы меди используются как в оборудовании, так и в готовой продукции. Чистая медь обладает невероятными тепловыми и проводящими свойствами. Он также обеспечивает исключительную коррозионную стойкость. Поэтому вы часто найдете его в электрических приложениях и электронных продуктах. Кроме того, чистая медь очень мягкая и ковкая, что делает ее идеальной для многих методов изготовления благодаря ее пластичности и обрабатываемости.

Однако присутствие микроэлементов может повлиять на характеристики сплава. Эти примеси в небольших количествах 0,05 процента не растворяются во время плавки, вызывая ряд факторов, которые могут изменить способ производства меди с использованием методов горячей и холодной обработки. Эти микроэлементы также влияют на электрические и проводящие свойства меди.

Введение микроэлементов

Микроэлементы могут быть введены в медь различными способами. Эти примеси могут присутствовать в других сплавах, которые добавляются для увеличения преимуществ меди. Микроэлементы также могут быть введены из окружающей среды и во время обработки меди. Эти примеси могут быть остаточными газами, металлами, металлоидами и неметаллами.

Когда микроэлемент диффундирует в расплав меди, атомы примесей образуют небольшие группировки, отделяясь от других атомов вдоль решетки основного металла. Когда медь затвердевает, атомы элемента перестают двигаться и вместо этого формируют определенные ориентации и положения, не полностью поглощаясь медью.

Между атомами меди и атомами микроэлементов образуется граница зерен. Это разделение по границам зерен может изменить микроструктуру меди во время затвердевания, влияя на неотъемлемые преимущества как меди, так и любых легирующих металлов, которые могут быть добавлены.

Воздействие микроэлементов на медь

Воздействие на медь сильно различается в зависимости от типа присутствующих микроэлементов и их количества. Если микроэлементы образуют сегрегацию на поверхности меди, это может изменить цвет и внешний вид меди.

В других случаях примеси изменяют тепло- и электропроводность меди. Например, микроэлементы фосфора будут снижать теплопроводность меди, что может быть нежелательно, когда медь используется в создании гибких нагревателей с проволочной обмоткой для производственных применений.

Другими словами, медь может охрупчиваться в зависимости от расположения микроэлементов. При гальванопокрытии меди наличие примесей, таких как оксиды и сульфиды, может привести к образованию отверстий и пустот в металле в месте пайки.

Другая область, в которой на изменение свойств меди влияет присутствие микроэлементов, может быть обнаружена во время процессов горячей и холодной обработки. Эти примеси, даже в небольших количествах, могут вызвать растрескивание меди. Присутствие микроэлемента висмута в количестве 0,05 процента или более может помешать методам холодной прокатки меди, поскольку висмут не становится полностью растворимым. Висмут также может влиять на методы горячей прокатки, если его содержание составляет менее 0,002 процента.

Понимание того, как микроэлементы создают различные эффекты в меди, может помочь вам определить типы свойств, которыми вы хотите, чтобы медь обладала после плавления. Это также может помочь вам определиться с типами добавляемых легирующих элементов, которые могут уменьшить количество этих примесей, не влияя при этом на другие желаемые характеристики меди.

Компания Belmont Metals предлагает цветные металлы, недрагоценные металлы и сплавы, которые помогут вам в производственном процессе.