Медь простое вещество: Глава 1. Медь – простое вещество

alexxlab | 20.08.1985 | 0 | Разное

Содержание

Глава 1. Медь – простое вещество

§1. Электронное строение. Степени окисления.

Медь — элемент первой группы побочной подгруппы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 29. Обозначается символом Cu (лат. Cuprum).

Электронное строение атома: 1s22s22p63s23p63d104s1. Подобно атомам щелочных металлов, атомы меди имеют в наружном слое один электрон, но в отличие от атомов щелочных металлов, предпоследний электронный слой содержит восемнадцать электронов. Медь – предпоследний член первой декады d-элементов. Поэтому у меди наблюдается так называемый «провал электрона» – конфигурация наружного электронного слоя 3d104s1 устойчивее, чем 3d94s2.

Элемент

Радиус атома, нм

Энергия ионизации

Э0→Э +, эВ

Радиус иона Э+, нм

Стандартный электродный потенциал процесса

Э++e→Э0, эВ

K

0.236

4.18

0.149

-2.925

Cu

0.128

7.73

0.098

+0.52

Сравнивая медь с металлом главной подгруппы того же периода – калием, можно видеть, что радиус атома и иона меди почти в два раза меньше соответственно атома и иона калия. Это обуславливает значительно бóльшую плотность, высокие температуры плавления, так как меньшие по размеру атомы располагаются в кристаллической решетке более плотно, вследствие чего силы притяжения между ними велики.

Малый радиус объясняет так же более высокие значения энергии ионизации меди, чем калия. Это приводит к большим различиям в химических свойствах этих металлов одного периода и одной группы. Медь – малоактивный металл, в ряду напряжений стоит после водорода, в отличие от калия – одного из самых активных металлов. В то же время, восмнедцатиэлектронный наружный слой, устойчивый у других элементов, здесь еще не вполне стабилизируется, и способен к частичной потере электронов. Так, медь, наряду с однозарядными катионами образует и двухзарядные, которые для нее наиболее характерны. Так же известны соединения со степенью окисления +3 в составе анионов или в комплексных соединений.

§2. Нахождение в природе. Месторождения.

Металлы подгруппы меди обладают небольшой химической активностью, поэтому они находятся частично в виде химических соединений, а частично в свободном виде, особенно золото.

Медь в далекие геологические эпохи, очевидно, находилась только в виде сернистых соединений – халькопирита (или) и халькозина. Объясняется это тем, что медь обладает довольно большим химическим сродством к сере, в настоящее время сульфиды – наиболее распространенные минералы меди. При высоких температурах, например, в районах вулканической деятельности, под действием избытка кислорода происходило превращение сульфидов меди в окислы, например:

При температуре ниже 10000C происходило образование окиси меди, которая в небольших количествах встречается в природе:

.

Самородная (металлическая) медь, очевидно, возникла в природе при сильном нагревании частично окисленных сернистых руд. Можно представить, что после землетрясений, грандиозных извержений окисленные минералы меди были погребены под толстым слоем горных пород и нагревались за счет земного тепла. При этом происходило взаимодействие окислов с сульфидами:

.

Подобные процессы протекают при выплавке меди на металлургических заводах. Такие природные “металлургические заводы” выплавляют громадные количества меди: самый крупный из найденных самородков весил 420 т. По-видимому, в меньших масштабах взаимодействие окислов некоторых металлов с сульфидами идет и в настоящее время, например, в районе некоторых Курильских островов.

Некоторые другие минералы меди получились из окисных руд. Например, под действием влаги и двуокиси углерода происходила гидратация окиси меди и образование основных карбонатов:

.

В лаборатории мы эти процессы не наблюдаем, так как они идут медленно. В “лаборатории” природы сроки в несколько тысяч лет совершенно незначительны. В дальнейшем под влиянием давления вышележащих горных пород и некоторого нагревания происходило уплотнение основного карбоната меди, и он превратился в изумительный по красоте минерал – малахит. Особенно красив полированный малахит. Он бывает окрашен от светло-зеленого до темно-зеленого цвета. Переходы оттенков причудливы и создают фантастический рисунок на поверхности камня.

Переход нерастворимых сульфидных соединений меди в раствор мог осуществляться за счет взаимодействия растворов сульфата железа (III):

.

Растворы сульфата железа, как указано выше, получаются в природе при действии воды, насыщенной кислородом, на пирит. Эти процессы медленно идут в природе и в настоящее время. [1, с.8-10]

Медь входит более чем в 198 минералов, из которых для промышленности важны лишь 17. Для производства меди наибольшее значение имеют халькопирит (он же – медный колчедан)

CuFeS2, халькозин (медный блеск) Cu2S, ковеллин CuS, борнит (пестрая медная руда) Cu5FeS4. Иногда встречается и самородная медь. Распространение меди в земной коре –4,7*103% по массе (1015 – 1016 тонн). [3]

Соединения меди распределены в земной коре неравномерно, что объясняется различием в геологических условиях, сложившихся в различных местах земного шара. Богатейшие месторождения меди имеются в Конго (Катангский пояс). Материалы, собранные археологами о древнейших месторождениях датируются тысячелетиями до новой эры. Древнейшие выработки меди на территории нашей страны найдены в Закавказье, на побережье Балхаша, в многочисленных пунктах Сибири.

Планомерные поиски месторождений меди начинаются при Иване III, Иване Грозном и особенно при Петре I. При Иване Грозном в Олонецкий уезд был послан новгородский гость (купец) Семен Гаврилов “для сыску медные руды”, где она и была найдена. В 1652 г. Казанский воевода сообщил царю: “Медные руды… сыскано много и заводы к медному делу заводим”. [2, с.26] Из документов следует, что с 1562 по 1664 г. было послано из “Казани к Москве чистыя меди 4641 пуд. 6 гривенков”. В 1702 г. стала выходить первая русская газета “Ведомости”, которую, очевидно, редактировал Петр I. 2 января 1703 г. в ней писали: “Из Казани пишут. На реке Соку нашли много нефти и медной руды, из той руды меди выплавили изрядно, отчего чают не малую прибыль Московскому государству”. [2, с.27]

В начале этого столетия главнейшими месторождениями, которые разрабатывались, были: в районе Северного Урала – Богословский завод, в районе Нижнего Тагила – Выйский завод, а на Кавказе – Калакентский и Кедабекский заводы.

В наше время известны месторождения меди на восточном склоне Урала, Средней Азии, Закавказье и т.д.

Большое количество меди и других ископаемых находится на дне океанов, которое покрыто так называемыми конкрециями – скоплениями в виде камней округлой неправильной формы. Они содержат в среднем 0,5% меди. По подсчетам ученых запасы этой ценной и своеобразной руды составляют 5 млрд. тонн. [1, с.16-18]

Медь это простое вещество

Место меди в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева

Медь расположена в 11 группе Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. В четвертом периоде медь является предпоследним d-элементом, её валентные электроны 3d 9 4s 2 , однако вследствие устойчивости d 10 -состояния энергетическим более выгодным оказывается переход одного d-электрона на 4s-подуровень, поэтому валентные электроны меди имеют следующую конфигурацию: 3d 10 4s 1 . В соединениях для меди характерная степень окисления +2, возможно проявление степеней окисления +1 и +3.

Физические свойства меди

Медь – пластичный, розовато-красный металл с металлическим блеском. Обладает высокой тепло- и электропроводностью, по значению электропроводности уступает только серебру. Температура плавления 1083°С, температура кипения 2567°С, плотность 8,92 г/см 3 .

На воздухе медь покрывается плотной зелено-серой пленкой основного карбоната, которая защищает её от дальнейшего окисления.

Химические свойства меди

С кислородом в зависимости от температуры взаимодействия медь образует два оксида:
2Cu + O2 = 2CuO (черный цвет)

При температуре около 150 о С металл покрывается темно-красной пленкой оксида меди (I):
4Cu + O2 = 2Cu2O

При нагревании с фтором, хлором, бромом образуются галогениды меди (II):
Cu + Br2 = CuBr2;

с йодом – образуется йодид меди (I):
2Cu + I2 = 2CuI.

Взаимодействие с кислотами

В электрохимическом ряду напряжений металлов медь расположена после водорода, поэтому она не взаимодействует с растворами разбавленной соляной и серной кислот и щелочей.

Растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата меди (II) и оксида азота (II):

Реагирует с концентрированными растворами серной и азотной кислот с образованием солей меди (II) и продуктов восстановления кислот:

С концентрированной соляной кислотой медь реагирует с образованием трихлорокупрата (II) водорода:

Металлическая медь издавна используется человечеством в самых разных областях жизни. Двадцать девятый элемент из периодической таблицы Д. И. Менделеева , находящийся между никелем и цинком, обладает интересными характеристиками и свойствами. Этот элемент обозначается символом Cu. Это один из немногих металлов с характерной окраской, отличной от серебристого и серого цветов.

История появления меди

О том, какое великое значение имел этот химический элемент в истории человечества и планеты, можно догадаться уже по названиям исторических эпох. После каменного века наступил медный, а за ним — бронзовый, также имеющий прямое отношение к этому элементу.

Медь является одним из семи металлов, которые стали известны человечеству еще в древности. Если верить историческим данным, знакомство древних людей с этим металлом произошло примерно девять тысяч лет назад.

Древнейшие изделия из этого материала были обнаружены на территории современной Турции. Археологические раскопки, проведенные на месте крупного поселения времен неолита под названием Чаталхеюк, позволили отыскать небольшие медные шарики-бусины, а также медные пластины, которыми древние люди украшали свой наряд.

Найденные вещицы были датированы стыком восьмого и седьмого тысячелетий до нашей эры. Помимо самих изделий, на месте раскопок был обнаружен шлак, что говорит о производившихся выплавках металла из руды.

Получение меди из руды было относительно доступно. Поэтому несмотря на свою высокую температуру плавления, этот металл в числе первых был быстро и широко освоен человечеством.

Способы добычи

В природных условиях этот химический элемент существует в двух формах:

Любопытным фактом является следующее: медные самородки в природе попадаются гораздо более часто, чем золотые, серебряные и железные.

Природные соединения меди — это:

  • оксиды;
  • углекислые и сернистые комплексы;
  • гидрокарбонаты;
  • сульфидные руды.

Рудами, имеющими наибольшее распространение, являются медный блеск и медный колчедан. Меди в этих рудах содержится всего один-два процента. Первичная медь добывается двумя основными способами:

Доля первого способа составляет десять процентов. Оставшиеся девяносто относятся ко второму методу.

Пирометаллический способ включает в себя комплекс процессов. Сначала медные руды обогащаются и обжигаются. Затем сырье плавится на штейн, после чего продувается в конвертере. Таким образом получается черновая медь. Превращение ее в чистую осуществляется путем рафинирования — сначала огневого, затем электролитического. Это последняя стадия. По ее окончании чистота полученного металла составляет практически сто процентов.

Процесс получения меди гидрометаллургическим способом делится на два этапа.

  1. Вначале сырье выщелачивается при помощи слабого раствора серной кислоты.
  2. На заключительном этапе металл выделяется непосредственно из упомянутого в первом пункте раствора.

Данный метод используется при переработке только бедных руд, так как, в отличие от предыдущего способа, при его проведении невозможно попутно извлечь драгоценные металлы. Именно поэтому приходящийся на этот способ процент так невелик по сравнению с другим методом.

Немного о названии

Химический элемент Cuprum, обозначаемый символом Cu, получил свое название в честь небезызвестного острова Кипр. Именно там в далеком третьем веке до нашей эры были обнаружены крупные месторождения медной руды. Местными мастерами, трудившимися на этих рудниках, производилась выплавка данного металла.

Пожалуй, невозможно понять, что такое металлическая медь, не разобравшись в ее свойствах, основных характеристиках и особенностях.

При контакте с воздухом этот металл становится желтовато-розового цвета. Этот неповторимый золотисто-розовый оттенок обусловливается возникновением на поверхности металла оксидной пленки. Если эту пленку удалить, медь приобретет выразительный розовый цвет с характерным ярким металлическим блеском.

Удивительный факт: тончайшие медные пластинки на просвет имеют вовсе не розовый, а зеленовато-голубой или, иначе говоря, морской цвет.

В форме простого вещества медь обладает следующими характеристиками:

  • удивительной пластичностью;
  • достаточной мягкостью;
  • тягучестью.

Чистая медь без наличия каких-либо примесей превосходно поддается обработке — ее с легкостью можно прокатить в пруток или лист либо вытянуть в проволоку, толщина которой будет доведена до тысячных долей миллиметра. Добавление примесей в этот металл повышает его твердость.

Помимо упомянутых физических характеристик, этот химический элемент обладает высокой электропроводностью. Эта особенность главным образом определила применение металлической меди.

Среди основных свойств этого металла стоит отметить его высокую теплопроводность. По показателям электропроводности и теплопроводности медь является одним из лидеров среди металлов. Более высокими показателями по этим параметрам обладает только один металл — серебро.

Нельзя не принимать во внимание тот факт, что показатели электро- и теплопроводности меди относятся к разряду базовых свойств. Они сохраняются на высоком уровне лишь пока металл находится в чистом виде. Уменьшить эти показатели возможно добавлением примесей:

Каждая из этих примесей в сочетании с медью оказывает на нее определенное влияние, в результате которого значения тепло- и электропроводности заметно понижаются.

Помимо всего прочего, металлическая медь характеризуется невероятной прочностью, высокой температурой плавления, а также высокой температурой кипения. Данные действительно впечатляют. Температура плавления меди превышает одну тысячу градусов Цельсия! А температура кипения составляет 2570 градусов Цельсия.

Этот металл относится к группе металлов-диамагнетиков. Это значит, что его намагничивание, как и у ряда других металлов, происходит не по направлению внешнего магнитного поля, а против него.

Еще одной немаловажной характеристикой можно назвать отличную устойчивость этого металла к коррозии. В условиях высокой влажности окисление железа, например, происходит в несколько раз быстрее, чем окисление меди.

Химические свойства элемента

Данный элемент является малоактивным. При контакте с сухим воздухом в обычных условиях медь не начинает окисляться. Влажный воздух, напротив, запускает окислительный процесс, при котором образуется медный карбонат (II), являющийся верхним слоем патины. Практически моментально этот элемент реагирует с такими веществами, как:

Кислоты, не обладающие окислительными свойствами, не способны оказывать на медь влияние. Кроме того, она никак не реагирует при контакте с такими химическими элементами, как:

Кроме уже отмеченных химических свойств, для меди характерна амфотерность. Это значит, что в земной коре она способна образовать катионы и анионы. Соединения этого металла могут проявлять как кислотные свойства, так и основные — это напрямую зависит от конкретных условий.

Области и особенности применения

В древние времена металлическая медь использовалась для изготовления самых разных вещей. Умелое применение этого материала позволило древним людям обзавестись:

  • дорогой посудой;
  • украшениями;
  • инструментами, имеющими тонкое лезвие.

Сплавы меди

Говоря о применении меди, нельзя не упомянуть о ее значении в получении различных сплавов, в основу которых ложится именно этот металл. К таким сплавам относятся:

Две эти разновидности явяются основными видами медных сплавов. Первый бронзовый сплав был создан на Востоке еще за три тысячелетия до нашей эры. Бронза по праву может считаться одним из величайших достижений металлургов древности. По сути, бронза — это соединение меди с прочими элементами. В большинстве случаев в роли второго компонента выступает олово. Но вне зависимости от того, какие элементы входят в сплав, основным компонентом всегда является медь. Формула латуни содержит главным образом медь и цинк, но возможны и дополнения к ним в виде других химических элементов.

Помимо бронзы и латуни, этот химический элемент участвует в создании сплавов с другими металлами, среди которых алюминий, золото, никель, олово, серебро, титан, цинк. Медные сплавы с неметаллами, такими как кислород, сера и фосфор, используются гораздо реже.

Отрасли промышленности

Ценные свойства медных сплавов и чистого вещества способствовали их использованию в таких отраслях, как:

  • электротехника;
  • электромашиностроение;
  • приборостроение;
  • радиоэлектроника.

Но, разумеется, это еще не все области применения этого металла. Он является высокоэкологичным материалом. Именно поэтому он используется при строительстве домов. Например, кровельное покрытие, выполненное из металлической меди, благодаря своей высочайшей коррозийной устойчивости обладает сроком службы более сотни лет, не требуя при этом особого ухода и покраски.

Еще одна область использования этого металла — ювелирная отрасль. В основном он применяется в форме сплавов с золотом. Изделия из медно-золотого сплава характеризуются повышенной прочностью, высокой стойкостью. Такие изделия на протяжении долгого времени не деформируются и не истираются.

Соединения металлической меди выделяются высокой биологической активностью. В мире флоры этот металл имеет важное значение, так как он участвует в синтезе хлорофилла. Участие данного элемента в этом процессе позволяет обнаружить его в числе компонентов минеральных удобрений для растений.

Роль в организме человека

Нехватка этого элемента в человеческом организме может оказать негативное влияние на состав крови, а именно ухудшить его. Восполнить дефицит этого вещества можно при помощи специально подобранного питания. Медь содержится во многих продуктах питания, поэтому составить полезный рацион по душе не составит труда. Для примера, одним из продуктов, в составе которых имеется этот элемент, является обычное молоко.

Но составляя насыщенное этим элементом меню, не следует забывать о том, что переизбыток его соединений может привести к отравлению организма. Поэтому, насыщая организм этим полезным веществом, очень важно не переусердствовать. И касается это не только количества потребляемых продуктов.

К примеру, пищевое отравление может вызвать использование медной посуды. Приготовление пищи в такой посуде крайне не рекомендуется и даже воспрещается. Связано это с тем, что в процессе кипячения в пищу поступает значительное количество этого элемента, что может привести к отравлению.

В запрете на медную посуду есть одна оговорка. Использование такой посуды не представляет опасности в том случае, если ее внутренняя поверхность имеет оловянное покрытие. Только при выполнении этого условия использование медных кастрюлек не несет угрозы пищевого отравления.

Помимо всех перечисленных отраслей применения, распространение этого элемента не обошло стороной и медицину. В сфере лечения и поддержания здоровья он применяется в качестве вяжущего вещества и антисептика. Этот химический элемент входит в состав капель для глаз, которые используются при лечении такого заболевания, как конъюнктивит. Кроме того, медь является немаловажным компонентом различных растворов от ожогов.

Самородная медь размером около 4 см

Медь — минерал из класса самородных элементов. В природном минерале обнаруживаются Fe, Ag, Au, As и другие элементы в виде примеси или образующие с Cu твёрдые растворы. Простое вещество медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). Один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. Он входит в семёрку металлов, известных человеку с очень древних времён. Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных.

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура меди

Кубическая сингония, гексаоктаэдрический вид симметрии m3m, кристаллическая структура — кубическая гранецентрированная решётка. Модель представляет собой куб из восьми атомов в углах и шести атомов , расположенных в центре граней (6 граней). Каждый атом данной кристаллической решетки имеет координационное число 12. Самородная медь встречается в виде пластинок, губчатых и сплошных масс, нитевидных и проволочных агрегатов, а также кристаллов, сложных двойников, скелетных кристаллов и дендритов. Поверхность часто покрыта плёнками «медной зелени» (малахит), «медной сини» (азурит), фосфатов меди и других продуктов её вторичного изменения.

СВОЙСТВА

Кристаллы самородной меди, Верхнее озеро, округ Кинави, Мичиган, США. Размер 12 х 8,5 см

Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.

Наряду с осмием, цезием и золотом, медь — один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, отличную от серой или серебристой у прочих металлов. Этот цветовой оттенок объясняется наличием электронных переходов между заполненной третьей и полупустой четвёртой атомными орбиталями: энергетическая разница между ними соответствует длине волны оранжевого света. Тот же механизм отвечает за характерный цвет золота.

Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности среди металлов после серебра). Удельная электропроводность при 20 °C: 55,5-58 МСм/м. Медь имеет относительно большой температурный коэффициент сопротивления: 0,4 %/°С и в широком диапазоне температур слабо зависит от температуры. Медь является диамагнетиком.

Существует ряд сплавов меди: латуни — с цинком, бронзы — с оловом и другими элементами, мельхиор — с никелем и другие.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Образец меди, 13,6 см. Полуостров Кинави, Мичиган, США

Среднее содержание меди в земной коре (кларк) — (4,7-5,5)·10 −3 % (по массе). В морской и речной воде содержание меди гораздо меньше: 3·10 −7 % и 10 −7 % (по массе) соответственно. Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,3 до 1,0 %. Мировые запасы в 2000 году составляли, по оценке экспертов, 954 млн т, из них 687 млн т — подтверждённые запасы, на долю России приходилось 3,2 % общих и 3,1 % подтверждённых мировых запасов. Таким образом, при нынешних темпах потребления запасов меди хватит примерно на 60 лет.
Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди — пирометаллургия, гидрометаллургия и электролиз. Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, например, халькопирита CuFeS2. Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе аммиака; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Небольшой самородок меди

Обычно самородная медь образуется в зоне окисления некоторых медносульфидных месторождений в ассоциации с кальцитом, самородным серебром, купритом, малахитом, азуритом, брошантитом и другими минералами. Массы отдельных скоплений самородной меди достигают 400 тонн. Крупные промышленные месторождения самородной меди вместе с другими медьсодержащими минералами формируются при воздействии на вулканические породы (диабазы, мелафиры) гидротермальных растворов, вулканических паров и газов, обогащенных летучими соединениями меди (например, месторождение озера Верхнее, США).
Самородная медь встречается также в осадочных породах, преимущественно в медистых песчаниках и сланцах.
Наиболее известные месторождения самородной меди — Туринские рудники (Урал), Джезказганское (Казахстан), в США (на полуострове Кивино, в штатах Аризона и Юта).

ПРИМЕНЕНИЕ

Браслеты из меди

Из-за низкого удельного сопротивления, медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов и силовых трансформаторов.
Другое полезное качество меди — высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления.
В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широко распространёнными из которых являются упоминавшиеся выше бронза и латунь. Оба сплава являются общими названиями для целого семейства материалов, в которые помимо олова и цинка могут входить никель, висмут и другие металлы.
В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото очень мягкий металл и нестойко к этим механическим воздействиям.
Прогнозируемым новым массовым применением меди обещает стать её применение в качестве бактерицидных поверхностей в лечебных учреждениях для снижения внутрибольничного бактериопереноса: дверей, ручек, водозапорной арматуры, перил, поручней кроватей, столешниц — всех поверхностей, к которым прикасается рука человека.

Элементы: медь – первый металл, освоенный человеком

Подобно золоту и серебру, медь в земной коре иногда встречается в виде самородков. Возможно, из них около 10 тысяч лет назад были изготовлены первые металлические орудия труда. Распространению меди способствовали такие ее свойства, как способность к холодной ковке и простота выплавки из богатых руд. На Кипре уже в 3 тысячелетии до нашей эры существовали медные рудники и производилась выплавка меди. Отсюда происходит и латинское название меди – сuprum. На территории России медные рудники появились за два тысячелетия до н. э. Их остатки находят на Урале, Кавказе, Сибири. В трудах древнегреческого историка Страбона медь называется халкосом, от названия города Халкиды. От этого слова произошли многие термины в геохимии и минералогии, например – халькофильные элементы, халькопирит. Русское слово медь встречается в самых древних литературных памятниках и не имеет чёткой этимологии. Некоторые исследователи отсылают происхождение термина к названию древнего государства Мидия, располагавшегося на территории современного Ирана.

Простое вещество медь – пластичный металл золотисто-розового цвета. В Таблице Менделеева занимает клетку № 29 (символ Cu) с атомной массой 63, 55 а.е.м.   

Среднее содержание (кларк) меди в земной коре – 70 г/т и встречается как в соединениях, так и в самородном виде. Основные промышленные медные руды: халькопирит (медный колчедан) CuFeS2, халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4.


Медь самородная 31х21х17 мм, озеро Верхнее, США.


Кристалл халькопирита 4х5х4 см. Николаевский рудник, Приморский край.


По данным за 2016 год мировым лидером по запасам меди является Чили с долей 34%, второе и третье места делят США и Перу – по 9%, четвертое место Австралия – 6%, пятое – Россия с долей 5%. Остальные страны менее 5%.


Запасы медных руд на 2016 год


Крупнейшей медедобывающей страной является Чили. На её территории находится самое крупное в мире месторождение меди Чукикамата (исп. Chuquicamata) на котором добывают медную руду открытым способом с 1915 года. Карьер расположен в центральных Андах на высоте 2840 м и в настоящее время является самым большим по размерам карьером в мире: длина – 4,3 км, ширина – 3 км, глубина – 850 м.


Карьер Чукикамата, Чили.


Медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых и других кабелей, проводов и других проводников. На 2011 год стоимость меди составляла около $9000 за тонну. Вследствие кризиса мировой экономики цена на большинство видов сырья упала, и стоимость 1 тонны меди на 2016 год не превышала $4700.

Серебро простое вещество – Справочник химика 21

    Простые вещества. Медь, серебро и золото представляют собой металлы (соответственно красного, белого и желтого цвета) с гранецентрированной кубической решеткой. Поскольку у меди и ее аналогов в образовании связи принимают участие как П5-, так и (п—1) -электроны, то теплоты возгонки и температуры плавления у них значительно выше, чем у щелочных металлов. Медь, серебро и золото характеризуются исключительной (особенно, золото) пластичностью они превосходят остальные металлы также по тепло-и электрической проводимости. Некоторые константы рассматриваемых металлов приведены ниже  [c.621]
    Вычислите растворимость иодида серебра в воде при 25° С исходя из величин стандартных энергий Гиббса для образования Agl(Kp), Ag+ и 1 из простых веществ. [c.307]

    S 1. Простые вещества (599). 2. Соединения меди (I), серебра (I) и золота (I) (601). 3. Соединения меди (II), серебра (II) и золота (II) (604). 4. Соединения меди (III), серебра (III) и золота (III) (607) [c.669]

    Другой пример неоднозначной зависимости энтропии простых веществ от атомной массы рубидия почти вдвое больше, чем серебра (76 и 43 Дж/(моль К) соответственно , хотя атомная масса рубидия на 20% меньше, чем серебра. [c.193]

    Рассмотрев общие свойства металлов, становится понятным, почему некоторые из них встречаются в природе в виде простых веществ, а другие—только в химических соединениях. Такие металлы, как золото, платина, серебро, медь, ртуть, олово, встречаются как в самородном состоянии, так и в виде соединений, причем золото и платина находятся главным образом в самородном состоянии. Металлы, находящиеся в левой части ряда напряжений, как правило, не встречаются в самородном виде, так как они легко окисляются — эти металлы находятся в природе только в соединениях. [c.319]

    Соли элементов подгруппы меди проявляют окислительные свойства. Вследствие этого они менее устойчивы, чем соли щелочных металлов. Так, галогениды серебра разлагаются на простые вещества уже при действии света или при нагревании  [c.234]

    Физические константы простых веществ медь, серебро, золото [c.395]

    Получение простых веществ, например, железа, хрома, марганца, никеля, кобальта, вольфрама, меди, серебра, цинка, серы, хлора, иода и т. д. и ценных химических продуктов, например, аммиака, щелочей, сернистого газа, азотной, серной и других кислот, основано на окислительно-восстановительных реакциях. [c.3]

    Химические свойства простых веществ также подтверждают неуклонное нарастание металлических свойств в ряду Ge—Sn—РЬ. При обычных условиях все три вещества устойчивы по отношению к воде и воздуху. Однако свинец на воздухе быстро покрывается матовой оксидной пленкой, предохраняющей его от дальнейшего окисления. Очень тонкие пассивирующие пленки оксидов всегда присутствуют и на поверхности германия и олова. При нагревании все эти вещества соединяются с кислородом воздуха, образуя оксиды Ge (+4), Sn (+4), но РЬ (+2), что опять-таки указывает на большую близость олова к германию, чем к свинцу. В ряду напряжений германий стоит после водорода, между медью и серебром Поэтому с разбавленными и концентрированными растворами кис лот, не являющихся одновременно окислителями, он не реагирует Олово и свинец стоят непосредственно перед водородом. Олово мед ленно растворяется в разбавленной НС1 и легко в концентрирован ной с выделением водорода. При этом в концентрированной НС1 образуется анионный комплекс  [c.219]


    Своеобразно отношение простых веществ IVA-группы к кислотам. В ряду стандартных электродных потенциалов германий располагается между медью и серебром (после водорода), а олово и свинец непосредственно перед водородом. Поэтому германий растворяется в растворах концентрированных кислот-окислителей  [c.218]

    Деление элементов и простых веществ на металлы и неметаллы в известной степени неоднозначно, С одной стороны, металлы и неметаллы различают по их физическим свойствам, которые проявляются у соответствующих простых веществ. Так, для металлов характерны высокая теплопроводность и электрическая проводимость, отрицательный температурный коэффициент проводимости, специфический металлический блеск, ковкость, пластичность и т.п. Физические свойства неметаллов существенно иные они хрупки, обладают низкой теплопроводностью и электрической проводимостью с положительным температурным коэффициентом (возрастание с температурой) и т.п. С другой стороны, различие между металлами и неметаллами проявляется в их химических свойствах для первых характерны основные свойства оксидов и гидроксидов и восстановительное действие, для вторых — кислотный характер оксидов и гидроксидов и окислительная активность. Ориентируясь на физические свойства, к типичным металлам следует отнести, например, медь, серебро и золото, обладающие наиболее высокой электрической проводимостью и пластичностью. Однако по химическим свойствам эти вещества вовсе не относятся к типичным металлам, поскольку стоят в ряду стандартных электродных потенциалов (ряд напряжений) после водорода. В то же время для элементов IА-группы, являющихся по химическим свойствам самыми активными металлами, некоторые физические характеристики (например, электрическая проводимость) выражены не так ярко. Таким образом, подразделяя элементы на металлы и неметаллы, всегда следует иметь в виду, по каким свойствам это деление осуществляется по химическим или по физическим. [c.244]

    У элементов 1В-группы реализуются степени окисления +1, +2 и -f3. Для меди наиболее характерны соединения со степенями окисления +1 и +2, для золота -fl и -f3, а для серебра +1. Все они обладают ярко выраженной склонностью к комплексообразованию. Серебро несколько выпадает из этого ряда элементов не только по степени окисления. Даже в форме простого вещества серебро отличается от меди и золота (цвет, температура плавления, энергия атомизации и т.д.). Эта вторичная периодичность элементов 1В-группы еш е ярче проявляется в их металлохимии. [c.310]

    Простые вещества. Физические и химические свойства. В компактном состоянии все платиноиды представляют собой серебристо-белые металлы, по внешнему виду напоминающие серебро. Эти металлы мономорфны и образуют плотноупакованные кристаллические структуры с к.ч. 12. При этом элементы первой вертикальной диады (Ни, Об) кристаллизуются в ГПУ-структуре, а остальные формируют ГЦК-решетку. Первая триада относится к так называемым легким платиноидам. Металлы второй триады называются тяж лыми платиноидами. Они являются самыми плотными из всех метал.лов. Тяжелые платиноиды имеют более высокие температуры плавления, чем легкие. Наиболее пластичны металлы последней вертикальной диады (Рс1 и Р1). [c.497]

    При пропускании удушливого газа А через бромную воду выпадает осадок простого вещества В, которое растворяется в концентрированном растворе сульфита натрия с образованием соли С. При приливании раствора соли С к осажденным галогенидам серебра образуется прозрачный раствор. Назовите вещества А, В, С. Напишите уравнения реакций. [c.184]

    Получение простых веществ термическим разложением соединений. Как видно из рисунка 101, при незначительном повышении температуры меняется знак значения энергии Гиббса образования оксидов ртути НдО и серебра АкаО при низких температурах ДО имеет отрицательное значение, а при высоких — положительное. Следовательно, эти оксиды уже при незначительном нагревании распадаются на простые вещества  [c.195]

    Металлические твердые растворы. Металлы характеризуются повышенной склонностью растворять металлические и неметаллические простые вещества. Эта способность — следствие предельной нелокализованности металлической связи. Вследствие дефицита электронов (сы. стр. 149) валентная зона металлического кристалла может принимать некоторое число добавочных электронов, не вызывая изменений структуры и металлических признаков кристалла. Например, в кристалле серебра, атомы которого имеют по одному валентному электрону электронная концентрация (отношение общего числа валентных электронов к общему числу атомов в кристалле) равна 1. Но она может возрастать до 1,4 за счет электронов, вносимых атомами других элементов. [c.276]

    Простые вещества. Медь, серебро и золото — блестящие металлы красного (Си), белого (Ag) и желтого (Аи) цвета, обладающие ис1 лючительной оластично( тьк > и kiihkik. i нтп. Элементы подгруппы меди превосходят все остальные металлы по величине электрической проводимости и теплопроводности. [c.413]


    Окисление — восстановление — один из важнейших процессов природы. Дыхание, усвоение углекислого газа растениями с выделением кислорода, обмен веществ и ряд биологических процессов в основе своей являются окислительно-восстановительными реакциями. Сжигание топлива в топках паровых котлов и двигателях внутреннего сгорания, электролитическое осаждение металлов, процессы, происходящие в гальванических элементах и аккумуляторах, включают реакции окисления — восстановления. Получение простых веществ, например железа, хрома, марганца, никеля, кобальта, вольфрама, меди, серебра, цинка, серы, хлора, иода и т. д., и ценных химических продуктов, например аммиака, щелочей, сернистого газа, азотной, серной и других кислот, основано на окислительно-восстановительных реакциях. Производство строительных материалов, пластических масс, удобрений, медикаментов и т. д. было бы невозможно без использования окислительно-восстановительных процессов. На процессах окисления — восстановления в аналитической химии основаны методы объемного анализа пер-манганатометрия, иодометрия, броматометрия и др., играющие важную роль при контролировании производственных процессов и выполнении научных исследований. [c.51]

    Сжигание топлива в топках паровых котлов и двигателях внутреннего сгорания, электролитическое осаждение металлов, процессы, происходящие в гальванических элементах и аккумуляторах, включают реакции окисления – восстановления. Получение простых веществ (железа, хрома, марганца, никеля, кобальта, вольфрама, меди, серебра, цинка, серы, хлора, иода и т. д.) ценных химических продуктов, например аммиака, щелочей, сернистого газа, азотной, серной и других кислот, основано на окислительно-восстановительных реакциях. Производство строительных материалов, пластических масс, удобрений, медикаментов И т. д. было бы невозможно без использования окисли-тельно-восстановительных процессов. На процессах окисления — восстановления в аналитической химии основаны методы объемного анализа перманганатометрия, ио,дометркя, броматометрия и др., играющие важную роль при контролировании производственных процессов и выполнении научных исследований. [c.75]

    Металлы характеризуются повышенной склонностью растворять металлические и неметаллические простые вещества. Эта способность—следствие предельной нелокализованности металлической связи. Из-за дефицита электронов валентная зона металлического кристалла может принимать некоторое число добавочных электронов, не вызывая изменения структуры и металлических признаков кристалла. Например, в кристалле серебра, атомы которого имеют по одному валент- [c.76]

    Соединения с металлами. Селениды и теллуриды получают синтезом из простых веществ в вакууме пли в инертной атмосфере, взаимодействием селено- и теллуроводорода с металлами, восстановлением производных селена и теллура (+4) и (+6), взаимодействием компонентов в паровой фазе и т. д. По свойствам селениды — более близкие аналоги сульфидов. Щелочные металлы, медь и серебро образуют селениды и теллуриды нормальной стехиометрии, которые можно рассматривать как соли селено- и теллуроводород-пых кислот. Они солеобразны, хорошо растворяются в воде и легко гидролизуются. С щелочно-земельными металлами и металлами подгруппы цинка селен и теллур образуют монохалькогениды. Селениды и теллуриды щелочно-земельных металлов легко окисляются и разлагаются водой. Монохалькогениды металлов подгруппы цинка отличаются большей устойчивостью. [c.333]

    Природные соединения металлов. Большинство металлов входит в состав различных природных соединений, которые называются минералами. Например, железо содержится в минералах магнетите Рез04, гематите РсгОз, титан —в рутиле Ti02, перовските СаТ Оз. Некоторые металлы (золото, серебро, медь) встречаются в природе в виде простых веществ — самородных металлов. [c.190]

    Химические свойства. Химическая активность Си, Ag, Au невелика и в ряду Си—Аи уменьшается. Медь, серебро и золото из простых веществ легче всего реагируют с галогенами. Из растворов кислот водород они не вытесняют. Исключение составляет взаимодействие Си с концентрированной H I и Ag с концентрированной HI. Си и Ag легко растворяются в кислотах, содержащих анион-окислитель. Лучшими растворителями для Аи являются насыщенный хлором раствор НС1 и царская водка (HNO3 + 3H I). По отношению к щелочам в отсутствие окислителей данные вещества устойчивы. Для них очень характерно комплексообразование. Си и Ag обладают высокой каталитической активностью. [c.399]

    Современные твердофазные материалы исключительно многообразны по составу /И охватывают практически все элементы периодической системы. Как правило, материалы имеют сложный состав, включая три и более химических элемента. Из простых веществ в качестве материалов используют в основном алюминии, медь, углерод, кремний, германий, титан, никель, свинец, серебро, золото, тантал, молибден, платиновые металлы. Материалы на основе бинарных соединений также сравнительно немногочисленны. Среди них наиболее известны фториды, карбиды и нитриды переходных металлов, полупроводники типа халькоге-нидов цинка, кадмия и ртути, сплавы кобальта с лантаноидами, обладающие крайне высокой магнитной энергией, и сверхпровод-никовые сплавы ниобия с оловом, цирконием или титаном. Намного более распространены сложные по составу материалы. В последнее время нередко в химической литературе можно встретить твердофазные композиции, содержащие в своем составе свыше 10 химических элементов. [c.134]

    В электрохимическом ряду напряжений простые вещества Си, Ag и Аи стоят после водорода и имеют положительные электродные потенциалы (они относятся к числу благородных металлов). Поэтому с водой и кислотами-неокислителями эти металлы не реагируют. Медь и серебро взаимодействуют с концентрированной серной кислотой, концентрированной и разбавленной азотной кислотой, переходя в раствор в виде катионов меди(П) и серебра(1). Золото переводится в раствор с помощью царской водки (смеси НС1 и HNO3) в виде комплексного иона [AU I4] , а также при взаимодействии с расплавленной селеновой кислотой НгЗеОд — в виде катиона золота(П1). Кроме того, металлы 1Б-группы можно перевести в растворимые соединения комплексов типа [Си(КНз)4] , [ u( N)2]”, [Ag( N)2][Au( N)2] действием окислителя (например, кислорода воздуха) в присутствии лигандов (Nh4, N ). [c.207]

    С повышенной прочностью связей металл – металл в простых веществах связана и их повышенная химическая стойкость. К наиболее химически стойким и трудноокисляемым элементам принадлежат благородные металлы – серебро, золото и шесть платиновых металлов (легкие – рутений, родий, палладий и тяжелые -осмий, иридий, платина). Отсюда возникает проблема переведения в раствор благородных металлов часть из них может быть растворена в царской водке. Снижение потенциала окисления при действии царской водки (смесь азотной и соляной кислот) достигается за счет образования растворимых комплексов типа [Au l ] и [Pt lg] , например  [c.369]

    Рассматривая изменение свойств элементов в подгруппах, нетрудно заметить, что всегда особыми оказываются элементы второго периода — как в виде простых – веществ, так и в виде сосдЕшений. Например, в ряду галогенов соединения фтора довольно сильно отличаются от соединений его аналогов фторид серебра довольно хорошо растворим в воде, в то время как хлорид, бромид и иодид серебра практически нерастворимы напротив, фторид кальция практически нерастворим в воде, хлорид, бромид и иодид кальция хорошо растворимы в водное растворе фтороводород образует значительно более слабую кислоту, чем остальные галогеноводороды. Металлические бериллий и литий обнаруживают меньшую химическую активность по отношению к воде и кислороду, чем их аналоги. [c.119]

    Известнейший философ античности Аристотель, учитель Александра Македонского, основал в 335 г. до н. э. в Афинах философскую школу Ликей. Он полагал, что первоосновой всего сущего являются четыре элемента земля, огонь, вода и воздух. Аристотель уже знал о существовании семи металлов (золота, серебра, ртути, свинца, олова, меди и железа) и двух неметаллов (угля и серы). Позднее стали считать, что как слова состоят из букв, так и вещества — из элементов. Но даже великий французский химик Антуан Лоран Лавуазье принимал термины элемент и простое вещество как равнозначные. Только Д. И. Менделеев [c.190]


Химические реакции с медью. Простое вещество медь — красивый розовато-красный пластичный металл

Свойства меди, которая в природе встречается и в виде достаточно крупных самородков, люди изучили еще в древние времена, когда из этого металла и его сплавов делали посуду, оружие, украшения, различные изделия бытового назначения. Активное использование данного металла на протяжении многих лет обусловлено не только его особыми свойствами, но и простотой обработки. Медь, которая присутствует в руде в виде карбонатов и окислов, достаточно легко восстанавливается, что и научились делать наши древние предки.

Изначально процесс восстановления этого металла выглядел очень примитивно: медную руду просто нагревали на кострах, а затем подвергали резкому охлаждению, что приводило к растрескиванию кусков руды, из которых уже можно было извлекать медь. Дальнейшее развитие такой технологии привело к тому, что в костры начали вдувать воздух: это повышало температуру нагревания руды. Затем нагрев руды стали выполнять в специальных конструкциях, которые и стали первыми прототипами шахтных печей.

О том, что медь используется человечеством с древних времен, свидетельствуют археологические находки, в результате которых были найдены изделия из данного металла. Историками установлено, что первые изделия из меди появились уже в 10 тысячелетии до н.э, а наиболее активно она стала добываться, перерабатываться и использоваться спустя 8–10 тысяч лет. Естественно, предпосылками к такому активному использованию данного металла стали не только относительная простота его получения из руды, но и его уникальные свойства: удельный вес, плотность, магнитные свойства, электрическая, а также удельная проводимость и др.

В наше время уже сложно найти в виде самородков, обычно ее добывают из руды, которая подразделяется на следующие виды.

  • Борнит – в такой руде медь может содержаться в количестве до 65%.
  • Халькозин, который также называют медным блеском. В такой руде меди может содержаться до 80%.
  • Медный колчедан, также называемый халькопиритом (содержание до 30%).
  • Ковеллин (содержание до 64%).


Медь также можно извлекать из множества других минералов (малахит, куприт и др.). В них она содержится в разных количествах.

Физические свойства

Медь в чистом виде представляет собой металл, цвет которого может варьироваться от розового до красного оттенка.

Радиус ионов меди, имеющих положительный заряд, может принимать следующие значения:

  • если координационный показатель соответствует 6-ти – до 0,091 нм;
  • если данный показатель соответствует 2 – до 0,06 нм.

Радиус атома меди составляет 0,128 нм, также он характеризуется сродством к электрону, равном 1,8 эВ. При ионизации атома данная величина может принимать значение от 7,726 до 82,7 эВ.

Медь – это переходный металл, показатель электроотрицательности которого составляет 1,9 единиц по шкале Полинга. Кроме этого, его степень окисления может принимать различные значения. При температурах, находящихся в интервале 20–100 градусов, его теплопроводность составляет 394 Вт/м*К. Электропроводность меди, которую превосходит лишь серебро, находится в интервале 55,5–58 МСм/м.

Так как медь в потенциальном ряду стоит правее водорода, она не может вытеснять этот элемент из воды и различных кислот. Ее кристаллическая решетка имеет кубический гранецентрированный тип, величина ее составляет 0,36150 нм. Плавится медь при температуре 1083 градусов, а температура ее кипения – 26570. Физические свойства меди определяет и ее плотность, которая составляет 8,92 г/см3.


Из ее механических свойств и физических показателей стоит также отметить следующие:

  • термическое линейное расширение – 0,00000017 единиц;
  • предел прочности, которому медные изделия соответствуют при растяжении, составляет 22 кгс/мм2;
  • твердость меди по шкале Бринелля соответствует значению 35 кгс/мм2;
  • удельный вес 8,94 г/см3;
  • модуль упругости составляет 132000 Мн/м2;
  • значение относительного удлинения равно 60%.

Совершенно уникальными можно считать магнитные свойства данного металла, который является полностью диамагнитным. Именно эти свойства, наряду с физическими параметрами: удельным весом, удельной проводимостью и другими, в полной мере объясняют широкую востребованность данного металла при производстве изделий электротехнического назначения. Похожими свойствами обладает алюминий, который также успешно используется при производстве различной электротехнической продукции: проводов, кабелей и др.

Основную часть характеристик, которыми обладает медь, практически невозможно изменить, за исключением предела прочности. Данное свойство можно улучшить практически в два раза (до 420–450 МН/м2), если осуществить такую технологическую операцию, как наклеп.

Химические свойства

Химические свойства меди определяются тем, какое положение она занимает в таблице Менделеева, где она имеет порядковый номер 29 и располагается в четвертом периоде. Что примечательно, она находится в одной группе с благородными металлами. Это лишний раз подтверждает уникальность ее химических свойств, о которых следует рассказать более подробно.


В условиях невысокой влажности медь практически не проявляет химическую активность. Все меняется, если изделие поместить в условия, характеризующиеся высокой влажностью и повышенным содержанием углекислого газа. В таких условиях начинается активное окисление меди: на ее поверхности формируется зеленоватая пленка, состоящая из CuCO3, Cu(OH)2 и различных сернистых соединений. Такая пленка, которая называется патиной, выполняет важную функцию защиты металла от дальнейшего разрушения.

Окисление начинает активно происходить и тогда, когда изделие подвергается нагреву. Если металл нагреть до температуры 375 градусов, то на его поверхности формируется оксид меди, если выше (375-1100 градусов) – то двухслойная окалина.

Медь достаточно легко реагирует с элементами, которые входят в группу галогенов. Если металл поместить в пары серы, то он воспламенится. Высокую степень родства он проявляет и к селену. Медь не вступает в реакцию с азотом, углеродом и водородом даже в условиях высоких температур.

Внимание заслуживает взаимодействие оксида меди с различными веществами. Так, при его взаимодействии с серной кислотой образуется сульфат и чистая медь, с бромоводородной и иодоводородной кислотой – бромид и иодид меди.

Иначе выглядят реакции оксида меди с щелочами, в результате которых образуется купрат. Получение меди, при котором металл восстанавливается до свободного состояния, осуществляют при помощи оксида углерода, аммиака, метана и других материалов.

Медь при взаимодействии с раствором солей железа переходит в раствор, при этом железо восстанавливается. Такая реакция используется для того, чтобы снять напыленный медный слой с различных изделий.

Одно- и двухвалентная медь способна создавать комплексные соединения, отличающиеся высокой устойчивостью. Такими соединениями являются двойные соли меди и аммиачные смеси. И те и другие нашли широкое применение в различных отраслях промышленности.


Области применения меди

Применение меди, как и наиболее схожего с ней по своим свойствам алюминия, хорошо известно – это производство кабельной продукции. Медные провода и кабели, характеризуются невысоким электрическим сопротивлением и особыми магнитными свойствами. Для производства кабельной продукции применяются виды меди, характеризующиеся высокой чистотой. Если в ее состав добавить даже незначительное количество посторонних металлических примесей, к примеру, всего 0,02% алюминия, то электрическая проводимость исходного металла уменьшится на 8–10%.

Невысокий и ее высокая прочность, а также способность поддаваться различным видам механической обработки – это те свойства, которые позволяют производить из нее трубы, успешно использующиеся для транспортировки газа, горячей и холодной воды, пара. Совершенно не случайно именно подобные трубы применяются в составе инженерных коммуникаций жилых и административных зданий в большинстве европейских стран.

Медь, кроме исключительно высокой электропроводности, отличается способностью хорошо проводить тепло. Благодаря этому свойству она успешно используется в составе следующих систем:

  • тепловые трубки;
  • кулеры, использующиеся для охлаждения элементов персональных компьютеров;
  • системы отопления и охлаждения воздуха;
  • системы, обеспечивающие перераспределение тепла в различных устройствах (теплообменники).

Металлические конструкции, в которых использованы медные элементы, отличаются не только небольшим весом, но и исключительной декоративностью. Именно это послужило причиной их активного использования в архитектуре, а также для создания различных интерьерных элементов.

МЕДЬ (лат. Cuprum), Cu (читается «купрум»), химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 29, атомная масса 63,546.Природная медь состоит из двух стабильных нуклидов 63 Cu (69,09% по массе) и 65 Cu (30,91%). Конфигурация двух внешних электронных слоев нейтрального атома меди 3s 2 p 6 d 10 4s 1 . Образует соединения в степенях окисления +2 (валентность II) и +1 (валентность I), очень редко проявляет степени окисления +3 и +4.

В периодической системе Менделеева медь расположена в четвертом периоде и входит в группу IВ, к которой относятся такие благородные металлы, как серебро (Ag) и золото (Au).

Радиус нейтрального атома меди 0,128 нм, радиус иона Cu + от 0,060 нм (координационное число 2) до 0,091 нм (координационное число 6), иона Cu 2+ – от 0,071 нм (координационное число 2) до 0,087 нм (координационное число 6). Энергии последовательной ионизации атома меди 7,726; 20,291; 36,8; 58,9 и 82,7 эВ. Сродство к электрону 1,8 эВ. Работа выхода электрона 4,36 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность меди 1,9; медь принадлежит к числу переходных металлов. Стандартный электродный потенциал Cu/Cu 2+ 0,339 В. В ряду стандартных потенциалов медь расположена правее водорода (H) и ни из воды, ни из кислот водорода не вытесняет.

Простое вещество медь – красивый розовато-красный пластичный металл.

Название: латинское название меди происходит от названия острова Кипра (Cuprus), где в древности добывали медную руду; однозначного объяснения происхождения этого слова в русском языке нет.

Физические и химические свойства: кристаллическая решетка металлической меди кубическая гранецентрированная, параметр решетки а = 0,36150 нм. Плотность 8,92 г/см 3 , температура плавления 1083,4°C, температура кипения 2567°C. Медь среди всех других металлов обладает одной из самых высоких теплопроводностей и одним из самых низких электрических сопротивлений (при 20°C удельное сопротивление 1,68·10 –3 Ом·м).

В сухой атмосфере медь практически не изменяется. Во влажном воздухе на поверхности меди в присутствии углекислого газа образуется зеленоватая пленка состава Cu(OH) 2 ·CuCO 3 . Так как в воздухе всегда имеются следы сернистого газа и сероводорода, то в составе поверхностной пленки на металлической меди обычно имеются и сернистые соединения меди. Такая пленка, возникающая с течением времени на изделиях из меди и ее сплавов, называется патиной. Патина предохраняет металл от дальнейшего разрушения. Для создания на художественных предметах «налета старины» на них наносят слой меди, который затем специально патинируется.

При нагревании на воздухе медь тускнеет и в конце концов чернеет из-за образования на поверхности оксидного слоя. Сначала образуется оксид Cu 2 O, затем – оксид CuO.

Красновато-коричневый оксид меди (I) Cu 2 O при растворении в бромо- и иодоводородной кислотах образует, соответственно, бромид меди (I) CuBr и иодид меди (I) CuI. При взаимодействии Cu 2 O с разбавленной серной кислотой возникают медь и сульфат меди:

Cu 2 O + H 2 SO 4 = Cu + CuSO 4 + H 2 O.

При нагревании на воздухе или в кислороде Cu 2 O окисляется до CuO, при нагревании в токе водорода – восстанавливается до свободного металла.

Черный оксид меди (II) CuO, как и Cu 2 O, c водой не реагирует. При взаимодействии CuO с кислотами образуются соли меди (II):

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

При сплавлении со щелочами CuO образуются купраты, например:

CuO + 2NaOH = Na 2 CuO 2 + H 2 O

Нагревание Cu 2 O в инертной атмосфере приводит к реакции диспропорционирования:

Cu 2 O = CuO + Cu.

Такие восстановители, как водород, метан, аммиак, оксид углерода (II) и другие восстанавливают CuO до свободной меди, например:

CuO + СО = Cu + СО 2 .

Кроме оксидов меди Cu 2 O и CuO, получен также темно-красный оксид меди (III) Cu 2 O 3 , обладающий сильными окислительными свойствами.

Медь реагирует с галогенами, например, при нагревании хлор реагирует с медью с образованием темно-коричневого дихлорида CuCl 2 . Существуют также дифторид меди CuF 2 и дибромид меди CuBr 2 , но дииодида меди нет. И CuCl 2 , и CuBr 2 хорошо растворимы в воде, при этом ионы меди гидратируются и образуют голубые растворы.

При реакции CuCl 2 с порошком металлической меди образуется бесцветный нерастворимый в воде хлорид меди (I) CuCl. Эта соль легко растворяется в концентрированной соляной кислоте, причем образуются комплексные анионы – , 2– и [СuCl 4 ] 3– , например за счет процесса:

CuCl + НCl = H

При сплавлении меди с серой образуетcя нерастворимый в воде сульфид Cu 2 S. Сульфид меди (II) CuS выпадает в осадок, например, при пропускании сероводорода через раствор соли меди (II):

H 2 S + CuSO 4 = CuS + H 2 SO 4

C водородом, азотом, графитом, кремнием медь не реагирует. При контакте с водородом медь становится хрупкой (так называемая «водородная болезнь» меди) из-за растворения водорода в этом металле.

В присутствии окислителей, прежде всего кислорода, медь может реагировать с соляной кислотой и разбавленной серной кислотой, но водород при этом не выделяется:

2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl 2 + 2H 2 O.

С азотной кислотой различных концентраций медь реагирует довольно активно, при этом образуется нитрат меди (II) и выделяются различные оксиды азота. Например, с 30%-й азотной кислотой реакция меди протекает так:

3Cu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.

С концентрированной серной кислотой медь реагирует при сильном нагревании:

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

Практическое значение имеет способность меди реагировать с растворами солей железа (III), причем медь переходит в раствор, а железо (III) восстанавливается до железа (II):

2FeCl 3 + Cu = CuCl 2 + 2FeCl 2

Этот процесс травления меди хлоридом железа (III) используют, в частности, при необходимости удалить в определенных местах слой напыленной на пластмассу меди.

Ионы меди Cu 2+ легко образуют комплексы с аммиаком, например, состава 2+ . При пропускании через аммиачные растворы солей меди ацетилена С 2 Н 2 в осадок выпадает карбид (точнее, ацетиленид) меди CuC 2 .

Гидроксид меди Cu(OH) 2 характеризуется преобладанием основных свойств. Он реагирует с кислотами с образованием соли и воды, например:

Сu(OH) 2 + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O.

Но Сu(OH) 2 реагирует и с концентрированными растворами щелочей, при этом образуются соответствующие купраты, например:

Сu(OH) 2 + 2NaOH = Na 2

Если в медноаммиачный раствор, полученный растворением Сu(OH) 2 или основного сульфата меди в аммиаке, поместить целлюлозу, то наблюдается растворение целлюлозы и образуется раствор медноаммиачного комплекса целлюлозы. Из этого раствора можно изготовить медноаммиачные волокна, которые находят применение при производстве бельевого трикотажа и различных тканей.

Нахождение в природе: в земной коре содержание меди составляет около 5·10 –3 % по массе. Очень редко медь встречается в самородном виде (самый крупный самородок в 420 тонн найден в Северной Америке). Из руд наиболее широко распространены сульфидные руды: халькопирит, или медный колчедан, CuFeS 2 (30% меди), ковеллин CuS (64,4% меди), халькозин, или медный блеск, Cu 2 S (79,8% меди), борнит Cu 5 FeS 4 (52-65% меди). Существует также много и оксидных руд меди, например: куприт Cu 2 O, (81,8% меди), малахит CuCO 3 ·Cu(OH) 2 (57,4% меди) и другие. Известно 170 медьсодержащих минералов, из которых 17 используются в промышленных масштабах.

Различных руд меди много, а вот богатых месторождений на земном шаре мало, к тому же медные руды добывают уже многие сотни лет, так что некоторые месторождения полностью исчерпаны. Часто источником меди служат полиметаллические руды, в которых, кроме меди, присутствуют железо (Fe), цинк (Zn), свинец (Pb), и другие металлы. Как примеси медные руды обычно содержат рассеянные элементы (кадмий, селен, теллур, галий, германий и другие), а также серебро, а иногда и золото. Для промышленных разработок используют руды, в которых содержание меди составляет немногим более 1 % по массе, а то и менее. В морской воде содержится примерно 1·10 –8 % меди.

Получение: промышленное получение меди – сложный многоступенчатый процесс. Добытую руду дробят, а для отделения пустой породы используют, как правило, флотационный метод обогащения. Полученный концентрат (содержит 18-45% меди по массе) подвергают обжигу в печи с воздушным дутьем. В результате обжига образуется огарок – твердое вещество, содержащее, кроме меди, также и примеси других металлов. Огарок плавят в отражательных печах или электропечах. После этой плавки, кроме шлака, образуется так называемый штейн, в котором содержание меди составляет до 40-50%. Далее штейн подвергают конвертированию – через расплавленный штейн продувают сжатый воздух, обогащенный кислородом. В штейн добавляют кварцевый флюс (песок SiO 2). В процессе конвертирования содержащийся в штейне как нежелательная примесь сульфид железа FeS переходит в шлак и выделяется в виде сернистого газа SO 2:

2FeS + 3O 2 + 2SiO 2 = 2FeSiO 3 + 2SO 2

Одновременно сульфид меди (I) Cu 2 S окисляется:

2Cu 2 S + 3О 2 = 2Cu 2 О + 2SO 2

2Cu 2 О + Cu 2 S = 6Cu + SО 2

В результате возникает так называемая черновая медь, в которой содержание самой меди составляет уже 98,5-99,3% по массе. Далее черновую медь подвергают рафинированию. Рафинирование на первой стадии – огневое, оно заключается в том, что черновую медь расплавляют и через расплав пропускают кислород. Примеси более активных металлов, содержащихся в черновой меди, активно реагируют с кислородом и переходят в оксидные шлаки. На заключительной стадии медь подвергают электрохимическому рафинированию в сернокислом растворе, при этом черновая медь служит анодом, а очищенная медь выделяется на катоде. При такой очистке примеси менее активных металлов, присутствовавшие в черновой меди, выпадают в осадок в виде шлама, а примеси более активных металлов остаются в электролите. Чистота рафинированной (катодной) меди достигает 99,9% и более.

Применение: медь, как полагают, – первый металл, который человек научился обрабатывать и использовать для своих нужд. Найденные в верховьях реки Тигр изделия из меди датируются десятым тысячелетием до нашей эры. Позднее широкое применение сплавов меди определило материальную культуру бронзового века (конец 4 – начало 1 тысячелетия до нашей эры) и в дальнейшем сопровождало развитие цивилизации на всех этапах. Медь и ее использовались для изготовления посуды, утвари, украшений, различных художественных изделий. Особенно велика была роль бронзы.

С 20 века главное применение меди обусловлено ее высокой электропроводимостью. Более половины добываемой меди используется в электротехнике для изготовления различных проводов, кабелей, токопроводящих частей электротехнической аппаратуры. Из-за высокой теплопроводности медь – незаменимый материал различных теплообменников и холодильной аппаратуры. Широко применяется медь в гальванотехнике – для нанесения медных покрытий, для получения тонкостенных изделий сложной формы, для изготовления клише в полиграфии и др.

Большое значение имеют медные сплавы – латуни (основная добавка цинк (Zn)), бронзы (сплавы с разными элементами, главным образом металлами – оловом (Sn), алюминием (Al), берилием (Be), свинцом (Pb), кадмием (Cd) и другими, кроме цинка (Zn) и никеля (Ni)) и медно-никелевые сплавы, в том числе мельхиор и нейзильбер. В зависимости от марки (состава) сплавы используются в самых различных областях техники как конструкционные, антидикционные, стойкие к коррозии материалы, а также как материалы с заданной электро- и теплопроводностью Так называемые монетные сплавы (медь с алюминием (Al) и медь с никелем (Ni)) применяют для чеканки монет – «меди» и «серебра»; но медь входит в состав и настоящих монетного серебра и монетного золота.

Биологическая роль: медь присутствует во всех организмах и принадлежит к числу микроэлементов, необходимых для их нормального развития (см. Биогенные элементы). В растениях и животных содержание меди варьируется от 10 –15 до 10 –3 %. Мышечная ткань человека содержит 1·10 –3 % меди, костная ткань – (1-26)·10 –4 %, в крови присутствует 1,01 мг/л меди. Всего в организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится 72 мг меди. Основная роль меди в тканях растений и животных – участие в ферментативном катализе. Медь служит активатором ряда реакций и входит в состав медьсодержащих ферментов, прежде всего оксидаз, катализирующих реакции биологического окисления. Медьсодержащий белок пластоцианин участвует в процессе фотосинтеза. Другой медьсодержащий белок, гемоцианин, выполняет роль гемоглобина у некоторых беспозвоночных. Так как медь токсична, в животном организме она находится в связанном состоянии. Значительная ее часть входит в состав образующегося в печени белка церулоплазмина, циркулирующего с током крови и деставляющего медь к местам синтеза других медьсодержащих белков. Церулоплазмин обладает также каталитической активностью и участвует в реакциях окисления. Медь необходима для осуществления различных функций организма – дыхания, кроветворения (стимулирует усвоение железа и синтез гемоглобина), обмена углеводов и минеральных веществ. Недостаток меди вызывает болезни как растений, так и животных и человека. С пищей человек ежедневно получает 0,5-6 мг меди.

Сульфат меди и другие соединения меди используют в сельском хозяйстве в качестве микроудобрений и для борьбы с различными вредителями растений. Однако при использовании соединений меди, при работах с ними нужно учитывать, что они ядовиты. Попадание солей меди в организм приводит к различным заболеваниям человека. ПДК для аэрозолей меди составляет 1 мг/м 3 , для питьевой воды содержание меди должно быть не выше 1,0 мг/л.

Химические свойства

Химическая активность меди невелика. В сухой атмосфере медь практически не изменяется. Во влажном воздухе на поверхности меди в присутствии углекислого газа образуется зеленоватая пленка состава Cu(OH) 2 ·CuCO 3 . Так как в воздухе всегда имеются следы сернистого газа и сероводорода, то в составе поверхностной пленки на металлической меди обычно имеются и сернистые соединения меди. Такая пленка, возникающая с течением времени на изделиях из меди и ее сплавов, называется патиной. Патина предохраняет металл от дальнейшего разрушения.

При нагревании на воздухе медь тускнеет и в конце концов чернеет из-за образования на поверхности оксидного слоя. Сначала образуется оксид Cu 2 O, затем – оксид CuO.

В сухом воздухе и кислороде при нормальных условиях медь не окисляется. Но она достаточно легко вступает в реакции: уже при комнатной температуре с галогенами, например с влажным хлором образует хлорид CuCl 2 , при нагревании с серой образует сульфид Cu 2 S, с селеном. Но с водородом, углеродом и азотом медь не взаимодействует даже при высоких температурах. Кислоты, не обладающие окислительными свойствами, на медь не действуют, например, соляная и разбавленная серная кислоты. Но в присутствии кислорода воздуха медь растворяется в этих кислотах с образованием соответствующих солей:

2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl 2 + 2H 2 O.

Кроме того, медь можно перевести в раствор действием водных растворов цианидов или аммиака:

2Cu + 8NH 3 ·H 2 O + O 2 = 2(OH) 2 + 6H 2 O

При нагревании металла на воздухе или в кислороде образуются оксиды меди: желтый или красный Cu 2 O и черный CuO. Повышение температуры способствует образованию преимущественно оксида меди(I) Cu 2 O. В лаборатории этот оксид удобно получать восстановлением щелочного раствора соли меди(II) глюкозой, гидразином или гидроксиламином:

2CuSO 4 + 2NH 2 OH + 4NaOH = Cu 2 O + N 2 + 2Na 2 SO 4 + 5H 2 O

Эта реакция – основа чувствительного теста Фелинга на сахара и другие восстановители. К испытываемому веществу добавляют раствор соли меди(II) в щелочном растворе. Если вещество является восстановителем, появляется характерный красный осадок.

Поскольку катион Cu+ в водном растворе неустойчив, при действии кислот на Cu 2 O происходит либо дисмутация, либо комплексообразование:

Cu 2 O + H 2 SO 4 = Cu + CuSO 4 + H 2 O

Cu 2 O + 4HCl = 2 H + H 2 O

Оксид Cu 2 O заметно взаимодействует со щелочами. При этом образуется комплекс:

Cu 2 O + 2NaOH + H 2 O = 2Na

Оксиды меди не растворимы в воде и не реагируют с ней. Единственный гидроксид меди Cu(OH) 2 обычно получают добавлением щелочи к водному раствору соли меди(II). Бледно-голубой осадок гидроксида меди(II), проявляющий амфотерные свойства (способность химических соединений проявлять либо основные, либо кислотные свойства), можно растворить не только в кислотах, но и в концентрированных щелочах. При этом образуются темно-синие растворы, содержащие частицы типа 2– . Гидроксид меди(II) растворяется также в растворе аммиака:

Cu(OH) 2 + 4NH 3 *H 2 O = (OH) 2 + 4H 2 O

Гидроксид меди(II) термически неустойчив и при нагревании разлагается:

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O

Большой интерес к химии оксидов меди в последние два десятилетия связан с получением высокотемпературных сверхпроводников, из которых наиболее известен YBa 2 Cu 3 O 7 . В 1987 было показано, что при температуре жидкого азота это соединение является сверхпроводником. Главные проблемы, препятствующие его широкомасштабному практическому применению, лежат в области обработки материала. Сейчас наиболее перспективным считается изготовление тонких пленок.

Многие из халькогенидов меди – нестехиометрические соединения. Сульфид меди(I) Cu 2 S образуется при сильном нагревании меди в парах серы или в среде сероводорода. При пропускании сероводорода через водные растворы, содержащие катионы Cu 2+ , выделяется коллоидный осадок состава CuS. Однако, CuS – не простое соединение меди(II). Оно содержит группу S 2 и лучше описывается формулой Cu I 2 Cu II (S 2)S. Селениды и теллуриды меди проявляют металлические свойства, а CuSe 2 , CuTe 2 , CuS и CuS 2 при низких температурах являются сверхпроводниками.

Практическое значение имеет способность меди реагировать с растворами солей железа (III), причем медь переходит в раствор, а железо (III) восстанавливается до железа (II):

2FeCl 3 + Cu = CuCl 2 + 2FeCl 2

Этот процесс травления меди хлоридом железа (III) используют, в частности, при необходимости удалить в определенных местах слой напыленной на пластмассу меди.

Ионы меди Cu 2+ легко образуют комплексы с аммиаком, например, состава 2+ . При пропускании через аммиачные растворы солей меди ацетилена С 2 Н 2 в осадок выпадает карбид (точнее, ацетиленид) меди CuC 2 .

описание элемента, свойства и применение

Описание, характеристики и история происхождения меди 🟫. Физико-химические свойства, внешний вид и как добывается цветной металл. Где используется и стоимость металла. К каким металлам относится медь, его плюсы и минусы.

Основные свойства меди

1. Физические свойства.

На воздухе медь приобретает яркий желтовато-красный оттенок за счёт образования оксидной плёнки. Тонкие же пластинки при просвечивании зеленовато-голубого цвета. В чистом виде медь достаточно мягкая, тягучая и легко прокатывается и вытягивается. Примеси способны повысить её твёрдость.

Высокую электропроводность меди можно назвать главным свойством, определяющим её преимущественное использование. Также медь обладает очень высокой теплопроводностью. Такие примеси как железо, фосфор, олово, сурьма и мышьяк влияют на базовые свойства и уменьшают электропроводность и теплопроводность. По данным показателям медь уступает лишь серебру.

Медь обладает высокими значениями плотности, температуры плавления и температуры кипения. Важным свойством также является хорошая стойкость по отношению к коррозии. К примеру, при высокой влажности железо окисляется значительно быстрее.

Медь хорошо поддаётся обработке: прокатывается в медный лист и медный пруток, протягивается в медную проволоку с толщиной, доведённой до тысячных долей миллиметра. Этот металл является диамагнетиком, то есть намагничивается против направления внешнего магнитного поля.

2. Химические свойства.

Медь является сравнительно малоактивным металлом. В нормальных условиях на сухом воздухе её окисления не происходит. Она легко реагирует с галогенами, селеном и серой. Кислоты без окислительных свойств не оказывают воздействия на медь. С водородом, углеродом и азотом химических реакций нет. На влажном воздухе происходит окисление с образованием карбоната меди (II) – верхнего слоя платины.
Медь обладает амфотерностью, то есть в земной коре образует катионы и анионы. В зависимости от условий, соединения меди проявляют кислотные или основные свойства.

Источник: http://cu-prum.ru/med.html

[править] История и происхождение названия

Медь — один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. В древности применялась в основном в виде сплава с оловом — бронзы для изготовления оружия и т. п. (см бронзовый век).

Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова Кипр, где уже в III тысячелетии до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди.

У Страбона медь именуется халкосом, от названия города Халкиды на Эвбее. От этого слова произошли многие древнегреческие названия медных и бронзовых предметов, кузнечного ремесла, кузнечных изделий и литья. Второе латинское название меди Aes (санскр, ayas, готское aiz, герм. erz, англ. ore) означает руда или рудник. Сторонники индогерманской теории происхождения европейских языков считают русское слово медь (польск. miedz, чешск. med) родственным древненемецкому smida (металл) и Schmied (кузнец, англ. Smith). От этого слова произошли и родственные названия — медаль, медальон (франц. medaille). Слова медь и медный встречаются в древнейших русских литературных памятниках. Алхимики именовали медь «венера» (Venus). В более древние времена встречается название «марс» (Mars).

Источник: http://web.archive.org/web/20130424234741/http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D1%8C

История меди

Человечество начало добывать медь несколько тысячелетий назад. Самые древние изделия, найденные из этого металла, датируются 7-6 веками до нашей эры. Среди них – украшения, инструменты, посуда и орудия труда.

Большим шагом вперед в развитии металлургии было открытие сплава меди с оловом – бронзы. Этот материал отличался повышенной прочностью и способностью к ковке, благодаря чему все изделия из данного медного сплава получались более качественными.

На территории нашей страны медь издавна добывают на Урале, Алтае и в Сибири. Из нее отлиты известнейшие культурные памятники: Царь-пушка, Царь-колокол, Медный всадник.

Источник: http://cuprum-metall.ru/informatsiya/med/

[править] Нахождение в природе

Самородная медь

Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде. Промышленное значение имеют халькопирит CuFeS2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4. Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu2O, азурит Cu3(CO3)2(OH)2, малахит Cu2CO3(OH)2. Иногда медь встречается в самородном виде, масса отдельных скоплений может достигать 400 тонн[2]. Сульфиды меди образуются в основном в среднетемпературных гидротермальных жилах. Также нередко встречаются месторождения меди в осадочных породах — медистые песчаники и сланцы. Наиболее известные из месторождений такого типа — Удокан в Забайкальском крае, Джезказган в Казахстане, меденосный пояс Центральной Африки и Мансфельд в Германии. Другие самые богатые месторождения меди находятся в Чили (Эскондида и Кольяуси) и США (Моренси)[3]. Одним из крупнейших в мире также является перспективное медно-порфировое месторождение Песчанка на Чукотке.

Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,3 до 1,0 %.

Источник: http://web.archive.org/web/20130424234741/http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D1%8C

Шкала твердости по Моосу для оценки твердости металлов.

Вот список коэффициентов твердости для некоторых металлов, с которыми каждый человек, скорее всего, сталкивается в своей повседневной жизни, особенно при контакте с драгоценностями:

  • Олово: 1.5
  • Цинк: 2.5
  • Золото: 2.5-3
  • Серебро: 2.5-3
  • Алюминий: 2.5-3
  • Медь: 3
  • Медь: 3
  • Бронза: 3
  • Никель: 4
  • Платина: 4-4.5
  • Сталь: 4-4.5
  • Железо: 4.5
  • Палладий: 4.75
  • Родий: 6
  • Титан: 6
  • Укрепленная сталь: 7-8
  • Вольфрам: 7.5
  • Карбид вольфрама: 8.5-9

Источник: http://sto82.ru/drugoe/fizicheskie-svojstva-medi.html

Медь: польза для здоровья

Дефицит меди

Пероральное или внутривенное введение меди эффективно при дефиците меди, который может вызвать анемию, болезни сердца, деформации костей и т.д. Дефицит меди встречается редко и обычно ограничивается болеющими людьми, получающими парентеральное (внутривенное) питание. (12, 13)

Добавки с медью помогают в лечении костных аномалий и стимулирует образование костей у детей с дефицитом меди и у пожилых пациентов. (14, 15)

Влияние цинка (Zn), меди (Cu) и железа (Fe) на беременных женщин. Большое количество меди может привести к болезни Вильсона и реактиву Фентона, а также может способствовать преждевременным родам, низкому весу при рождении и гестационному диабету. Недостаток меди может привести к гипохромной анемии, ограничению внутриутробного роста (IUGR), самопроизвольным родам и самопроизвольному аборту. (источник)

Микроэлемент улучшает работу сердца и может обратить вспять синдром увеличения сердца, вызываемого дефицитом меди. (16, 17, 18, 19, 20, 21)

Здоровье кожи

Медь увеличивает выработку коллагена (который обеспечивает прочность и структуру) и эластина (обеспечивает эластичность и упругость кожи). (22, 23)

Пропитанные медью носки, благодаря антимикробным и противогрибковым свойствам, были эффективны против инфекций грибка Tinea pedis на стопах у спортсменов в исследовании с участием 56 пациентов. (24)

Пропитанные медью носки также могут использоваться для предотвращения кожных инфекций трещин, порезов и ран, что часто приводит к трудноизлечимым язвам у больных сахарным диабетом. (25)

Согласно двум исследованиям с общим числом в 118 добровольцев, сон на наволочках, содержащих оксид меди, может уменьшить мелкие морщины и вызвать общее улучшение внешнего вида кожи. (26, 27)

Добавка, содержащая медь (1-4 таблетки ежедневно в течение 8 недель), уменьшила воспаление и улучшила внешний вид кожи у 257 пациентов с воспалительными вульгарными угрями. Однако в этом исследовании отсутствовала контрольная группа, что делает результаты сомнительными. (28)

Медь, используемая в раневых повязках, может помочь улучшить заживление ран, увеличивая регенерацию кожи и образование новых кровеносных сосудов. Кроме того, этот микроэлемент обладает мощными антимикробными свойствами, что позволяет снизить риск заражения ран. (8, 29)

Различные продукты для кожи с оксидом меди не вызывают раздражения и безопасны для использования как на неповрежденной, так и на поврежденной коже. (30)

Плотность костей

Медь играет важную роль в формировании костной ткани. (31) Она является кофактором фермента лизилоксидазы, необходимого для формирования крепких костей. (32, 33)

В одном эксперименте 73 женщины в менопаузе получали добавку меди 3 мг/сут в течение 2-х лет. У них замедлилась потеря минеральной плотности костной ткани, которая обычно сопровождает менопаузу. (34)

Кроме того, исследование, проведенное с участием 59 женщин в постменопаузе, показало, что прием комбинации дополнительного кальция и микроэлементов, включая медь, может замедлить потерю костной массы. Однако вклад меди в эти эффекты не ясен. (35)

Что влияет на скорость и степень развития остеопороза

Добавление меди обращает вспять костные аномалии у детей с дефицитом меди. (14)

Еще в одном исследовании у 10 пациентов пожилого возраста с дефицитом меди добавка улучшала общий статус этого микроэлемента и маркеры резорбции и  формирования костной ткани. (15)

Недостаточные доказательства

Нет достоверных клинических доказательств, подтверждающих использование добавок меди при любом из состояний, описанных в этом разделе. Ниже приводится краткое изложение современных исследований на животных, на клетках, или клинических исследований с низким качеством. Вы не должны интерпретировать их как поддержку какой-либо пользы для здоровья.

Здоровье сердечно-сосудистой системы

Медь необходима для прочности и целостности клеток сердца и кровеносных сосудов. Добавка этого микроэлемента улучшает измененную функцию сердца и способствует регрессии увеличения сердца вызванного его дефицитом. (16, 17, 18, 19, 20, 21)

В исследовании с 16 здоровыми молодыми женщинами добавление меди (6 мг/сут в течение 4 недель) привело к 30%-ному снижению ингибитора активатора плазминогена-1 (PAI-1), что потенциально снизило риск развития атеросклероза. Однако это микроэлемент не оказывал явного влияния на другие факторы риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. (36, 37)

У крыс добавление меди снижало уровень общего холестерина, триглицеридов и “плохого” холестерина ЛПНП в крови при незначительном повышении “хорошего” холестерина ЛПВП. (38) Клиническое исследование подтвердило эти данные у 73 пациентов, из которых 28 имели дефицит меди. (39)

Ученые наблюдали потенциал добавок с медью для предотвращения атеросклероза в одном исследовании на кроликах. (40)

Иммунитет

В исследовании с участием 33 добровольцев добавка меди увеличила секрецию цитокина IL-2, но только у людей с нормально-низким содержанием церулоплазмина (основного медьсодержащего белка). Добавка не влияла на уровень вызывающего воспаление цитокина ФНО-альфа. (41)

Интересно, что рабочие, подвергшиеся воздействию солей меди, не заболели холерой во время эпидемий холеры в XIX веке. (42)

Адекватная добавка меди быстро восстанавливает количество и функцию лимфоцитов у крыс с дефицитом вещества. (43)

Тревога и депрессия

Дополнительное получение меди во время беременности (в дозе 1 г/сут) значительно уменьшило симптомы депрессии и тревоги в исследовании с 238 беременными женщинами. Но необходимы дальнейшие изучение. (44)

С другой стороны, некоторые пациенты с депрессией имеют более высокий уровень меди в крови. (45, 46)

Повышенный уровень этого микроэлемента также ассоциируется с депрессией у вахтовых медсестер и с послеродовой депрессией. (47, 48)

Дальнейшие исследования должны пролить больше света на противоречивое воздействие меди на психическое здоровье.

Болезнь Альцгеймера

Добавки с медью не оказали благотворного влияния на когнитивные функции в исследовании с участием 68 пациентов с болезнью Альцгеймера. (49)

Исследования показали потенциальную полезную роль меди в лечении, но не в предотвращении развития болезни Альцгеймера. (49)

Нарушение в регуляции уровня цинка и меди при болезни Альцгеймера (источник)

Согласно метаанализу из 27 клинических исследований (более 3500 пациентов), люди с болезнью Альцгеймера имеют значительно более высокий уровень меди в крови по сравнению со здоровыми. (50)

Источник: http://kodelife.ru/med-poleznye-i-vrednye-svojstva-istochniki-protivopokazaniya/

[править] Физические свойства

Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.

Наряду с осмием, цезием и золотом, медь – один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, отличную от серой или серебристой у прочих металлов. Этот цветовой оттенок объясняется наличием электронных переходов между заполненной третьей и полупустой четвертой атомными орбиталями: энергетическая разница между ними соответствует длине волны оранжевого света. Тот же механизм отвечает за характерный цвет золота.

Медь образует кубическую гранецентрированную решётку, пространственная группа F m3m, a = 0,36150 нм, Z = 4.

Медь обладает высокой тепло-[4] и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности среди металлов после серебра). Удельная электропроводность при 20 °C: 55,5-58 МСм/м[5]. Медь имеет относительно большой температурный коэффициент сопротивления: 0,4 %/°С и в широком диапазоне температур слабо зависит от температуры.

Существует ряд сплавов меди: латуни — с цинком, бронзы — с оловом и другими элементами, мельхиор — с никелем, баббиты — со свинцом и другие.

Источник: http://web.archive.org/web/20130424234741/http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D1%8C

Расчет веса с использованием значений удельного веса

Не будем уходить далеко и воспользуемся примером, описанным выше. Вычислим общее содержание меди в 25 листах. Поменяем условие и будем считать, что листы изготовлены из медного сплава. Таким образом, берем удельный вес меди из таблицы и он равен 8.93 г/см3. Толщина листа 5 мм, площадь (1000 мм * 2000 мм) составляет 2 000 000 мм, соответственно объем будет равняться 10 000 000 мм3 или 10 000 см3. Теперь умножаем удельный вес на объем и получаем 89 кг и 300 гр. Мы вычислили общий объем меди, который содержится в этих листах без учета веса самих примесей, то есть общее весовое значение может быть больше.

Теперь умножаем рассчитанный результат на 25 листов и получаем 2 235 кг. Такие расчеты уместно использовать при обработке медных деталей, так как позволяют узнать, сколько меди всего содержится в изначальных объектах. Аналогичным образом можно рассчитать медные прутки. Площадь сечения провода умножается на его длину, где получим объем прутка, а далее по аналогии с вышеописанным примером.

Источник: http://sto82.ru/drugoe/fizicheskie-svojstva-medi.html

Способы получения меди

В природе медь существует в соединениях и в виде самородков. Соединения представлены оксидами, гидрокарбонатами, сернистыми и углекислыми комплексами, а также сульфидными рудами. Самые распространённые руды – это медный колчедан и медный блеск. Содержание меди в них составляет 1-2%. 90% первичной меди добывают пирометаллургическим способом и 10% гидрометаллургическим.

1. Пирометаллургический способ включает в себя такие процессы: обогащение и обжиг, плавка на штейн, продувка в конвертере, электролитическое рафинирование.
Обогащают медные руды методом флотации и окислительного обжига. Сущность метода флотации заключается в следующем: частицы меди, взвешенные в водной среде, прилипают к поверхности пузырьков воздуха и поднимаются на поверхность. Метод позволяет получить медный порошкообразный концентрат, который содержит 10-35% меди.

Окислительному обжигу подлежат медные руды и концентраты со значительным содержанием серы. При нагреве в присутствии кислорода происходит окисление сульфидов, и количество серы снижается почти в два раза. Обжигу подвергаются бедные концентраты, в которых содержится 8-25% меди. Богатые концентраты, содержащие 25-35% меди, плавят, не прибегая к обжигу.

Следующий этап пирометаллургического способа получения меди – это плавка на штейн. Если в качестве сырья используется кусковая медная руда с большим количеством серы, то плавку проводят в шахтных печах. А для порошкообразного флотационного концентрата применяют отражательные печи. Плавка происходит при температуре 1450 °С.

В горизонтальных конвертерах с боковым дутьём медный штейн продувается сжатым воздухом для того, чтобы произошли процессы окисления сульфидов и феррума. Далее образовавшиеся окислы переводят в шлак, а серу в оксид. В конвертере образуется черновая медь, которая содержит 98,4-99,4% меди, железо, серу, а также незначительное количество никеля, олова, серебра и золота.

Черновая медь подлежит огневому, а далее электролитическому рафинированию. Примеси удаляют с газами и переводят в шлак. В результате огневого рафинирования образуется медь с чистотой до 99,5%. А после электролитического рафинирования чистота составляет 99,95%.

2. Гидрометаллургический способ заключается в выщелачивании меди слабым раствором серной кислоты, а затем выделении металлической меди непосредственно из раствора. Такой способ применяется для переработки бедных руд и не допускает попутного извлечения драгоценных металлов вместе с медью.

Источник: http://cu-prum.ru/med.html

[править] Изотопы меди

Природная медь состоит из двух стабильных изотопов — 63Cu 65Cu с распространённостью 69 и 31 атомных процентов соответственно. Известны более двух десятков нестабильных изотопов, самый долгоживущий из которых 67Cu с периодом полураспада 62 часа.

Источник: http://web.archive.org/web/20130424234741/http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D1%8C

[править] Химические свойства

[править] Возможные степени окисления

В соединениях медь проявляет две степени окисления: +1 и +2. Первая из них склонна к диспропорционированию и устойчива только в нерастворимых соединениях (Cu2O, CuCl, CuI и т. п.) или комплексах (например [Cu(Nh4)2]+. Её соединения бесцветны. Более устойчива степень окисления +2, которая даёт 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(B11h21)23−, полученных в 1994 году.

[править] Простое вещество

Не изменяется на воздухе в отсутствие влаги и диоксида углерода. Является слабым восстановителем, не вступает в реакцию с водой, разбавленной соляной кислотой. Переводится в раствор кислотами-неокислителями или гидратом аммиака в присутствии кислорода, цианидом калия. Окисляется концентрированными серной и азотной кислотами, «царской водкой», кислородом, галогенами, халькогенами, оксидами неметаллов. Вступает в реакцию при нагревании с галогеноводородами.

На влажном воздухе медь окисляется, образуя основный карбонат меди(II):

Реагирует с концентрированной холодной серной кислотой:

С концентрированной горячей серной кислотой:

С безводной серной кислотой при 200 °C:

C разбавленной серной кислотой при нагревании в присутствии кислорода воздуха:

Реагирует с концентрированной азотной кислотой:

С разбавленной азотной кислотой:

С царской водкой:

С концентрированной горячей соляной кислотой:

C разбавленной хлороводородной кислотой в присутствии кислорода:

С газообразным хлороводородом при 500—600 °C:

С бромоводородом:

Также медь реагирует с концентрированной уксусной кислотой в присутствии кислорода:

Медь растворяется в концентрированном гидроксиде аммония, с образованием аммиакатов:

Окисляется до оксида меди(I) при недостатке кислорода и 200 °C и до оксида меди(II), при избытке кислорода и температурах порядка 400—500 °C:

Медный порошок реагирует с хлором, серой (в жидком сероуглероде) и бромом (в эфире), при комнатной температуре:

При 300—400 °C реагирует с серой и селеном:

C оксидами неметаллов:

Медь реагирует с цианидом калия с образованием дицианокупрата(I) калия, щелочи и водорода:

С концентрированной соляной кислотой и хлоратом калия:

[править] Соединения меди(I)

Степени окисления +1 соответствует оксид Cu2O красно-оранжевого цвета. Соответствующий гидроксид CuOH (жёлтого цвета) быстро разлагается с образованием оксида. Гидроксид CuOH проявляет основные свойства.

Многие соединения меди +1 имеют белую окраску либо бесцветны. Это объясняется тем, что в ионе Сu+ все пять Зd-орбиталей заполнены парами электронов.

Ионы меди(I) в водном растворе неустойчивы и легко диспропорционируют:

В то же время медь(I) встречается в форме соединений, которые не растворяются в воде, либо в составе комплексов. Например, дихлорокупрат(I)-ион [CuCl2]− устойчив. Его можно получить, добавляя концентрированную соляную кислоту к хлориду меди(I):

Свойства соединений меди (I) похожи на свойства соединений серебра (I). В частности, CuCl, CuBr и CuI нерастворимы. Также существует нестабильный сульфат меди(I)

[править] Соединения меди(II)

Степень окисления II — наиболее стабильная степень окисления меди. Ей соответствует чёрный оксид CuO и голубой гидроксид Cu(OH)2, который при стоянии легко отщепляет воду и при этом чернеет:

Гидроксид меди (II) носит преимущественно основный характер и только в концентрированной щелочи частично растворяется с образованием синего гидроксокомплекса. Наибольшее значение имеет реакция гидроксида меди (II) с водным раствором аммиака, про которой образуется так называемый реактив Швейцера (растворитель целлюлозы):

Соли меди(II) образуются при растворении меди в кислотах-окислителях (азотной, концентрированной серной). Большинство солей в этой степени окисления имеют синюю или зелёную окраску.

Соединения меди(II) обладают слабыми окислительными свойствами, что используется в анализе (например, использование реактива Фелинга).

Карбонат меди(II) имеет зелёную окраску, что является причиной позеленения элементов зданий, памятников и изделий из меди и медных сплавов при взаимодействии оксидной плёнки с углекислым газом воздуха в присутствии воды. Сульфат меди(II) при гидратации даёт синие кристаллы медного купороса CuSO4∙5h3O, используется как фунгицид.

Оксид меди (II) используются для получения оксида иттрия бария меди (YBa2Cu3O7-δ), который является основой для получения сверхпроводников.

[править] Соединения меди(III) и меди(IV)

Степени окисления III и IV являются малоустойчивыми степенями окисления и представлены только соединениями с кислородом, фтором или в виде комплексов.

[править] Аналитическая химия меди

Возбуждённые атомы меди окрашивают пламя в голубовато-зелёный цвет

Медь можно обнаружить в растворе по зелёно-голубой окраске пламени бунзеновской горелки, при внесении в него платиновой проволочки, смоченной исследуемым раствором.

  • Традиционно количественное определение меди в слабокислых растворах проводилось с помощью пропускания через него сероводорода, при этой сульфид меди выпадает в далее взвешиваемый осадок .
  • В растворах, при отсутствии мешающих ионов медь может быть определена комплексонометрически или потенциометрически, ионометрически.
  • Микроколичества меди в растворах определяют кинетическими и спектральными методами.

Источник: http://web.archive.org/web/20130424234741/http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D1%8C

Негативное влияние меди на заболевания

Уровень меди является маркером антиоксидантного статуса и общего состояния здоровья. Низкий или высокий уровень не обязательно указывает на проблему, если нет никаких симптомов или если ваш врач говорит вам не беспокоиться об этом.

Повышенный уровень меди приводит к окислительному стрессу и росту воспаления, что увеличивает риски различных заболеваний. (источник)

Окислительное повреждение клеток

Повышенный уровень меди может увеличить выработку свободных радикалов, что приводит к повреждению клеток и тканей тела. (77, 78)

Болезнь Альцгеймера

Считается, что медь способствует развитию болезни Альцгеймера, поскольку рост уровня этого микроэлемента, как правило, предшествуют симптомам болезни у некоторых, но не у всех пациентов. (79)

Как правило, пациенты с болезнью Альцгеймера имеют более высокие концентрации меди в крови или в головном мозге. (80, 81, 82, 83)

Медь, по-видимому, связана с ухудшением симптомов болезни Альцгеймера и снижение её потребления с пищей и из добавок может помочь пожилым людям с этим заболеванием. (84, 85, 86)

Одно исследование показало, что медь является компонентом бета-амилоидных бляшек, которые находятся в мозге людей с болезнью Альцгеймера. (87)

Болезнь Паркинсона

Клинические исследования показали, что длительное воздействие меди и марганца повышают риск развития болезни Паркинсона. (88)

Свободная медь в крови обладает способностью продуцировать свободные радикалы и усиливать образование тел Леви, что является чертой болезни Паркинсона. (8)

Неферментативные и ферментативные антиоксиданты. На рисунке представлены все молекулы антиоксидантов, которые, как сообщается, способны противодействовать окислительному стрессу и воспалению при хронических заболеваниях.(источник)

Сердечно-сосудистые заболевания

Согласно предварительным исследованиям, избыточное содержание меди и церулоплазмина может быть связано с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. (57, 58)

Уровень меди в крови и в стенках кровеносных сосудов повышен у некоторых людей с атеросклерозом. Кроме того, уровень меди растёт с тяжестью атеросклероза. (90, 91)

Диабет

Уровень меди в крови значительно повышен у некоторых больных сахарным диабетом 1-го и 2-го типа. (92) Медь участвует в выработке свободных радикалов, играющих важную роль в развитии диабетических осложнений. (93, 94)

Источник: http://kodelife.ru/med-poleznye-i-vrednye-svojstva-istochniki-protivopokazaniya/

Применение меди

Благодаря ценным качествам медь и медные сплавы используются в электротехнической и электромашиностроительной отрасли, в радиоэлектронике и приборостроении. Существуют сплавы меди с такими металлами, как цинк, олово, алюминий, никель, титан, серебро, золото. Реже применяются сплавы с неметаллами: фосфором, серой, кислородом. Выделяют две группы медных сплавов: латуни (сплавы с цинком) и бронзы (сплавы с другими элементами).

Медь обладает высокой экологичностью, что допускает её использование в строительстве жилых домов. К примеру, медная кровля за счёт антикоррозионных свойств, может прослужить больше ста лет без специального ухода и покраски.

Медь в сплавах с золотом используется в ювелирном деле. Такой сплав увеличивает прочность изделия, повышает стойкость к деформированию и истиранию.

Для соединений меди характерна высокая биологическая активность. В растениях медь принимает участие в синтезе хлорофилла. Поэтому её можно увидеть в составе минеральных удобрений. Недостаток меди в организме человека может вызвать ухудшение состава крови. Она есть в составе многих продуктов питания. К примеру, этот металл содержится в молоке. Однако важно помнить, что избыток соединений меди может вызвать отравление. Именно поэтому нельзя готовить пищу в медной посуде. Во время кипячения в пищу может попасть большое количество меди. Если же посуда внутри покрыта слоем олова, то опасности отравления нет.

В медицине медь используют, как антисептическое и вяжущее средство. Она является компонентом глазных капель от конъюнктивита и растворов от ожогов.

Источник: http://cu-prum.ru/med.html

[править] Стоимость

На 2011 год стоимость меди составляет около $8900 за тонну[10].

Источник: http://web.archive.org/web/20130424234741/http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D1%8C

КЛАССИФИКАЦИЯ

Hey’s CIM Ref1.1

Strunz (8-ое издание)1/A.01-10
Nickel-Strunz (10-ое издание)1.AA.05
Dana (7-ое издание)1.1.1.3
Dana (8-ое издание)1.1.1.3

Источник: http://mineralpro.ru/minerals/copper/

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет минераламедно-красный, тускнеющий в черный или зеленый на воздухе
Цвет чертымедно-красный
Прозрачностьнепрозрачный
Блескметаллический
Спайностьнет
Твердость (шкала Мооса)2,5-3
Прочностьковкий
Изломзазубренный
Плотность (измеренная)8.94 — 8.95 г/см3
Радиоактивность (GRapi)0
Магнетизмдиамагнетик

Источник: http://mineralpro.ru/minerals/copper/

Значение для человека

Медь заложена в организм человека изначально:

  • Участвует в образовании красных кровяных телец, коллагена, эластина.
  • Активирует работу эндокринной системы, замедляет старение организма.
  • Ее дефицит чреват замедлением белкового обмена. Это влечет патологии в развитии скелета и составе крови.

Она есть во многих продуктах питания. Медью богаты говяжья печень, устрицы, кунжут, какао-порошок, черный перец, гречневая крупа. А также орехи (лесной, грецкий, кешью, арахис, миндаль).

Источник: http://jgems.ru/metally/med

Преимущества и недостатки

Преимущества:

  1. Устойчивость к образованию ржавчины.
  2. Привлекательный вид.
  3. Высокий показатель теплопроводности.
  4. Пластичность, гибкость, прочность.
  5. Низкое сопротивление.

Главный недостаток — высокая цена.

Источник: http://nashampure.ru/metally/chto-takoe-med

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Точечная группаm3m (4/m 3 2/m) — гексоктаэдрический
Пространственная группаFm3m (F4/m 3 2/m)
Сингониякубическая
Параметры ячейкиa = 3.615Å
Морфологиякубы, додекаэдры и тетрагексаэдры; редко октаэдры и сложные комбинации; нитевидные, древовидные
ДвойникованиеДвойники по {111} по шпинелевому закону

mineralpro.ru   28.07.2016  

Источник: http://mineralpro.ru/minerals/copper/

[править] Примечания

  1. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 7. — 639 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8
  2. Медь самородная в БСЭ
  3. Крупнейшие мономинеральные месторождения (рудные районы, бассейны)
  4. при 20 °С: 394,279 Вт/(м·К), то есть 0,941 кал/(см·сек·°С)
  5. 1 2 Электротехнический справочник. Т. 1. / Составитель И. И. Алиев. — М. : ИП РадиоСофт, 2006. — C. 246. — ISBN 5-93037-157-1
  6. Применение меди
  7. ГОСТ Р 52318-2005 Трубы медные круглого сечения для воды и газа. Технические условия
  8. Смирягин А. П.,Смирягина Н. А., Белова А. В. Промышленные цветные металлы и сплавы. 3-е изд. — Металлургия, 1974. — С. 321. — 488 с.
  9. СП 31-116-2006 Проектирование и устройство кровель из листовой меди
  10. Цена меди
  11. Медь и рост человека // Наука и жизнь. — М.: «Правда», 1990. — № 1. — С. 17.
  12. 1 2 CHEMICAL FACT SHEETS  (англ.). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 29 декабря 2009.
  13. US EPA
  14. В США наблюдается вспышка инфекции MRSA за пределами госпиталей
  15. British Scientist Shares Expertise on Swine Flu Control in Beijing
  16. 1 2 3 Производство меди
  17. В 2005 г. мировая добыча меди увеличится на 8 % до 15,7 млн т. — Новости металлургии
  18. Стратегия развития металлургической промышленности Российской Федерации на период до 2020 года. Минпромэнерго РФ (18 марта 2009). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 29 декабря 2009.
  19. Металлонвест оплатил лицензию за Удокан
  20. MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2009
  21. Получение меди
  22. Espinoza Soriano, Waldemar. Etnohistoria ecuatoriana: estudios y documentos. — Quito: Abya-Yala, 1988. — p. 135.
  23. Интересные факты о меди и медных трубах

Источник: http://web.archive.org/web/20130424234741/http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D1%8C

Чего мы не знали о меди

Одно из преимуществ удивительного металла — изготовленные из него инструменты не дают искр при ударе. Разумно использовать их там, где есть вероятность взрыва.

Шведские ученые придумали способ захоронения радиоактивных отходов. Сейчас на это тратятся огромные средства. А можно просто помещать радиоактивный хлам в медные капсулы с толщиной стенок 5 сантиметров. По расчетам, коррозия их разрушит не раньше, чем через полмиллиона лет.

Многие знают, что Статуя Свободы (та самая, с факелом и в короне) изготовлена из меди. Не целиком, конечно, цветной металл только сверху, внутри стальные конструкции. Ходили слухи, что изготовлена она из уральского металла, но… Официально признано, что тот цветмет из Норвегии.

Вот случай, когда вроде полезное свойство нашего героя стало недостатком. Норвежское грузовое судно затонуло по вине медной руды, которую и везло. Виновата электрохимия. Медь из руды создала гальваническую пару с металлическим корпусом судна, электролитом послужили испарения морской воды. Возникший ток спровоцировал такую коррозию, что она проела обшивку, и в трюмы хлынула вода.

Модникам и модницам

Секрет джинсов «Gold Vision-3000» в медном биокорсете. Медные нити, «встроенные» в модные штаны, помогают предотвращать сосудистые патологии, стимулируют работу органов малого таза. А они влияют на пищеварение, половую функцию, кроветворение, уменьшают вредное воздействие бытовых приборов, влияние электромагнитных полей.

Источник: http://nashampure.ru/metally/chto-takoe-med

[править] Ссылки

  • Медь на Webelements
  • Медь в Популярной библиотеке химических элементов
  • Российский Центр Меди, некоммерческий
  • Медь в месторождениях
  • Некоммерческий ресурс о меди (eng)
  Электрохимический ряд активности металлов

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, h3, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Источник: http://web.archive.org/web/20130424234741/http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D1%8C

МЕДЬ | Энциклопедия Кругосвет

МЕДЬ – элемент 11 группы Периодической системы, плотность 8,9 г см–3, один из первых металлов, ставших известными человеку. Считают, что медь начали использовать около 5000 до н.э. В природе медь изредка встречается в виде металла. Из медных самородков, возможно, с помощью каменных топоров, были изготовлены первые металлические орудия труда. У индейцев, живших на его берегах оз. Верхнее (Сев. Америка), где есть очень чистая самородная медь, способы ее холодной обработки были известны до времен Колумба.

Около 3500 до н.э. на Ближнем Востоке медь научились извлекать из руд, ее получали восстановлением углем. Медные рудники были и в Древнем Египте. Известно, что глыбы для знаменитой пирамиды Хеопса обрабатывали медным инструментом.

К 3000 до н.э. в Индии, Месопотамии и Греции для выплавки более твердой бронзы в медь стали добавлять олово. Открытие бронзы могло произойти случайно, однако ее преимущества по сравнению с чистой медью быстро вывели этот сплав на первое место. Так начался «бронзовый век».

Изделия из бронзы были у ассирийцев, египтян, индусов и других народов древности. Однако цельные бронзовые статуи древние мастера научились отливать не раньше 5 в. до н.э. Около 290 до н.э. Харесом в честь бога солнца Гелиоса был создан Колосс Родосский. Он имел высоту 32 м и стоял над входом во внутреннюю гавань древнего порта острова Родоса в восточной части Эгейского моря. Гигантская бронзовая статуя была разрушена землетрясением в 223 н.э. (см. также СЕМЬ ЧУДЕС СВЕТА).

Предки древних славян, жившие в бассейне Дона и в Приднепровье, применяли медь для изготовления оружия, украшений и предметов домашнего обихода. Русское слово «медь», по мнению некоторых исследователей, произошло от слова «мида», которое у древних племен, населявших Восточную Европу, обозначало металл вообще.

Символ Cu происходит от латинского aes cyproum (позднее, Cuprum), так как на Кипре (Cyprus) находились медные рудники древних римлян.

Относительное содержание меди в земной коре составляет 6,8·10–3%. Самородная медь встречается очень редко. Обычно элемент находится в виде сульфида, оксида или карбоната. Важнейшими рудами меди являются халькопирит CuFeS2, который, по оценкам, составляет около 50% всех месторождений этого элемента, медный блеск (халькоцит) Cu2S, куприт Cu2O и малахит Cu2CO3(OH)2. Большие месторождения медных руд найдены в различных частях Северной и Южной Америк, в Африке и на территории нашей страны. В 18–19 вв. близ Онежского озера добывали самородную медь, которую отправляли на монетный двор в Петербург. Открытие промышленных месторождений меди на Урале и в Сибири связано с именем Никиты Демидова. Именно он по указу Петра I в 1704 начал чеканить медные деньги.

Богатые месторождения меди давно выработаны. Сегодня почти весь металл добывается из низкосортных руд, содержащих не более 1% меди. Некоторые оксидные руды меди могут быть восстановлены непосредственно до металла нагреванием с коксом. Однако большая часть меди производится из железосодержащих сульфидных руд, что требует более сложной переработки. Эти руды сравнительно бедные, и экономический эффект при их эксплуатации может обеспечиваться лишь ростом масштабов добычи. Руду обычно добывают в огромных карьерах, где используются экскаваторы с ковшами до 25 м3 и грузовики грузоподъемностью до 250 т. Сырье размалывают и концентрируют (до содержания меди 15–20%) с использованием пенной флотации, при этом серьезной проблемой является сброс многих миллионов тонн тонко измельченных отходов в окружающую среду (см. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ). К концентрату добавляют кремнезем, а затем смесь нагревают в отражательных печах (доменные печи для тонко измельченной руды неудобны) до температуры 1400° С, при которой она плавится. Суммарное уравнение протекающих реакций можно представать в виде:

2CuFeS2 + 5O2 + 2SiO2 = 2Cu + 2FeSiO3 + 4SO2

Cu+I + 1e = Cu0 |

FeIII + 1e = FeII | –10e

2S–II – 12e = 2SIV |

O2 + 4e = 2O–II

Большую часть полученной черновой меди очищают электрохимическим методом, отливая из нее аноды, которые затем подвешивают в подкисленном растворе сульфата меди CuSO4, а катоды покрывают листами очищенной меди. В процессе электролиза чистая медь осаждается на катодах, а примеси собираются около анодов в виде анодного шлама, который является ценным источником серебра, золота и других драгоценных металлов.

Около 1/3 используемой меди представляет собой вторичную медь, выплавленную из лома. Годовое производство нового металла составляет около 8 млн. т. Лидируют по производству меди Чили (22%), США (20%), СНГ (9%), Канада (7,5%), Китай (7,5%) и Замбия (5%).

Главное применение металла – в качестве проводника электрического тока. Кроме того, медь используется в монетных сплавах, поэтому ее часто называют «монетным металлом». Она также входит в состав традиционных бронзы (сплавы меди с 7–10% олова) и латуни (сплав меди с цинком) и специальных сплавов, таких как монель (сплав никеля с медью). Металлообрабатывающий инструмент из медных сплавов не искрит и может использоваться во взрывоопасных цехах. Сплавы на основе меди служат для изготовления духовых инструментов и колоколов.

В виде простого вещества медь обладает характерной красноватой окраской. Медь металл мягкий и пластичный. По электро- и теплопроводности медь уступает только серебру. Металлическая медь, как и серебро, обладает антибактериальными свойствами.

Медь устойчива в чистом сухом воздухе при комнатной температуре, однако при температуре красного каления образует оксиды. Она реагирует также с серой и галогенами. В атмосфере, содержащей соединения серы, медь покрывается зеленой пленкой основного сульфата. В электрохимическом ряду напряжений медь находится правее водорода, поэтому она практически не взаимодействует с неокисляющими кислотами. Металл растворяется в горячей концентрированной серной кислоте, а также в разбавленной и концентрированной азотной кислоте. Кроме того, медь можно перевести в раствор действием водных растворов цианидов или аммиака:

2Cu + 8NH3·H2O + O2 = 2[Cu(NH3)4](OH)2 + 6H2O

В соответствии с положением меди в Периодической системе, ее единственная устойчивая степень окисления должна быть (+I), но это не так. Медь способны принимать более высокие степени окисления, причем наиболее устойчивой, особенно в водных растворах, является степень окисления (+II). В биохимических реакциях переноса электрона, возможно, участвует медь(III). Эта степень окисления редко встречается и очень легко понижается под действием даже слабых восстановителей. Известно несколько соединений меди(+IV).

При нагревании металла на воздухе или в кислороде образуются оксиды меди: желтый или красный Cu2O и черный CuO. Повышение температуры способствует образованию преимущественно оксида меди(I) Cu2O. В лаборатории этот оксид удобно получать восстановлением щелочного раствора соли меди(II) глюкозой, гидразином или гидроксиламином:

2CuSO4 + 2NH2OH + 4NaOH = Cu2O + N2 + 2Na2SO4 + 5H2O

Эта реакция – основа чувствительного теста Фелинга на сахара и другие восстановители. К испытываемому веществу добавляют раствор соли меди(II) в щелочном растворе. Если вещество является восстановителем, появляется характерный красный осадок.

Поскольку катион Cu+ в водном растворе неустойчив, при действии кислот на Cu2O происходит либо дисмутация, либо комплексообразование:

Cu2O + H2SO4 = Cu + CuSO4 + H2O

Cu2O + 4HCl = 2 H[CuCl2] + H2O

Оксид Cu2O заметно взаимодействует со щелочами. При этом образуется комплекс:

Cu2O + 2NaOH + H2O 2Na[Cu(OH)2]

Для получения оксида меди(II) CuO лучше всего использовать разложение нитрата или основного карбоната меди(II):

2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2

(CuOH)2CO3 = 2CuO + CO2 + H2O

Оксиды меди не растворимы в воде и не реагируют с ней. Единственный гидроксид меди Cu(OH)2 обычно получают добавлением щелочи к водному раствору соли меди(II). Бледно-голубой осадок гидроксида меди(II), проявляющий амфотерные свойства (способность химических соединений проявлять либо основные, либо кислотные свойства), можно растворить не только в кислотах, но и в концентрированных щелочах. При этом образуются темно-синие растворы, содержащие частицы типа [Cu(OH)4]2–. Гидроксид меди(II) растворяется также в растворе аммиака:

Cu(OH)2 + 4NH3.H2O = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O

Гидроксид меди(II) термически неустойчив и при нагревании разлагается:

Cu(OH)2 = CuO + H2O

Есть сведения о существовании темно-красного оксида Cu2O3, образующегося при действии K2S2O8 на Cu(OH)2. Он является сильным окислителем, при нагревании до 400° С разлагается на CuO и О2.

Большой интерес к химии оксидов меди в последние два десятилетия связан с получением высокотемпературных сверхпроводников, из которых наиболее известен YBa2Cu3O7. В 1987 было показано, что при температуре жидкого азота это соединение является сверхпроводником. Главные проблемы, препятствующие его широкомасштабному практическому применению, лежат в области обработки материала. Сейчас наиболее перспективным считается изготовление тонких пленок.

Многие из халькогенидов меди – нестехиометрические соединения. Сульфид меди(I) Cu2S образуется при сильном нагревании меди в парах серы или в среде сероводорода. При пропускании сероводорода через водные растворы, содержащие катионы Cu2+, выделяется коллоидный осадок состава CuS. Однако, CuS – не простое соединение меди(II). Оно содержит группу S2 и лучше описывается формулой CuI2CuII(S2)S. Селениды и теллуриды меди проявляют металлические свойства, а CuSe2, CuTe2, CuS и CuS2 при низких температурах являются сверхпроводниками.

При нагревании меди с галогенами можно синтезировать безводные дифторид, дихлорид и дибромид. Растворы галогенидов меди(II) удобнее получать взаимодействием металла, его оксида, гидроксида или карбоната с соответствующей галогеноводородной кислотой. Из водных растворов всегда выделяются кристаллогидраты.

Попытки получить иодид меди(II) приводят к образованию иодида меди(I) CuI:

2Cu2+ + 4I = 2CuI + I2

При этом раствор и осадок окрашиваются в бурый цвет за счет присутствия иода. Образовавшийся иод можно удалить действием тиосульфат-иона:

I2 + 2SO3S2– = 2I + S4O62–

Однако при добавлении избытка тиосульфат-иона иодид меди(I) растворяется:

CuI + 2SO3S2– = [Cu(SO3S)2]3– + I

Точно так же попытки получить цианид меди(II) приводят к образованию CuCN. С другой стороны, с электроотрицательным фтором не удается получить соль меди(I). Три других галогенида меди(I), представляющие собой белые нерастворимые соединения, осаждаются из водных растворов при восстановлении галогенидов меди(II).

В водных растворах бесцветный ион меди(I) очень неустойчив и диспропорционирует

2CuI CuII + Cu(р)

Возможно, причиной этого является размер атома. Ион CuII меньше, чем CuI, и, имея вдвое больший заряд, намного сильнее взаимодействует с водой (теплоты гидратации составляют ~2100 и ~580 кДж моль–1, соответственно). Разница является существенной, так как она перевешивает вторую энергию ионизации для меди. Это делает ион CuII более стабильным в водном растворе (и ионных твердых веществах), чем CuI, несмотря на устойчивую конфигурацию d10 последнего. Тем не менее, CuI может стабилизироваться в соединениях с очень низкой растворимостью или за счет комплексообразования. Комплексы легко образуются в водном растворе при взаимодействии Cu2O с соответствующими лигандами. В водных растворах хлоро- и амминкомплексы меди(I) медленно окисляются кислородом воздуха до соответствующих соединений меди(II).

Катион меди(II), напротив, в водном растворе вполне устойчив. Соли меди(II), в основном, растворимы в воде. Голубой цвет их растворов связан с образованием иона [Cu(H2O)4]2+. Они часто кристаллизуются в виде гидратов. Водные растворы в небольшой степени подвержены гидролизу и из них часто осаждаются основные соли. Основный карбонат есть в природе – это минерал малахит, основные сульфаты и хлориды образуются при атмосферной коррозии меди, а основный ацетат (ярь-медянка) используется в качестве пигмента.

Ярь-медянка известна со времен Плиния Старшего (23–79 н.э.). В русских аптеках ее начали получать в начале 17 в. В зависимости от способа получения она может быть зеленого или голубого цвета. Ею были окрашены стены царских палат в Коломенском в Москве.

Наиболее известную простую соль – пентагидрат сульфата меди(II) CuSO4·5H2O – часто называют медным купоросом. Слово купорос, по-видимому, происходит от латинского Cipri Rosa – роза Кипра. В Росси медный купорос называли синим, кипрским, затем турецким. То, что купорос содержит медь, было впервые установлено в 1644 Ван Гельмонтом. В 1848 Р.Глаубер впервые получил медный купорос из меди и серной кислоты. Сульфат меди широко используется в электролитических процессах, при очистке воды, для защиты растений. Он является исходным веществом для получения многих других соединений меди.

Тетрааммины легко образуются при добавлении аммиака к водным растворам меди(II) до полного растворения первоначально выпавшего осадка. Темно-синие растворы тетраамминов меди растворяют целлюлозу, которую можно вновь осадить при подкислении, что используется в одном из процессов для получения вискозы. Приливание этанола к раствору вызывает осаждение [Cu(NH3)4]SO4·H2O. Перекристаллизация тетраамминов из концентрированного раствора аммиака приводит к образованию фиолетово-синих пентаамминов, однако пятая молекула NH3 легко теряется. Гексааммины можно получить только в жидком аммиаке, и их хранят в атмосфере аммиака.

Медь(II) образует плоско-квадратный комплекс с макроциклическим лигандом фталоцианином. Его производные используются для получения ряда пигментов от синего до зеленого, которые устойчивы вплоть до 500° С и широко используются в чернилах, красках, пластиках и даже в цветных цементах.

Медь имеет важное биологическое значение. Ее окислительно-восстановительные превращения участвуют в различных биохимических процессах растительного и животного мира.

Высшие растения легко переносят сравнительно большое поступление соединений меди из внешней среды, низшие же организмы, наоборот, чрезвычайно чувствительны к этому элементу. Самые незначительные следы соединений меди их уничтожают, поэтому растворы сульфата меди или их смеси с гидроксидом кальция (бордосская жидкость) применяют как противогрибковые средства.

Из представителей животного мира наибольшие количества меди содержатся в телах осьминогов, устриц и других моллюсков. В их крови она играет ту же роль, что железо в крови других животных. В составе белка гемоцианина она участвует в переносе кислорода. Неокисленный гемоцианин бесцветен, а в окисленном состоянии он приобретает голубовато-синюю окраску. Поэтому не зря говорят, что у осьминогов – голубая кровь.

Организм взрослого человека содержит около 100 мг меди, сосредоточенной, в основном, в белках, только содержание железа и цинка выше. Ежедневная потребность человека в меди составляет около 3–5 мг. Дефицит меди проявляется в анемии, однако избыток меди также опасен для здоровья.

Елена Савинкина

Онлайн-уроки – ETI Technical College of Niles


Любое начальное изучение электричества должно начинаться с понимание состояний материи. Материя может существовать в трех основных состояниях: твердом и твердом. жидкость и газ. Хотя другие состояния, представляющие переходы между фундаментальными так же возможны. Материя также может существовать в подразделенных формах. Начнем с характеризующий три основных состояния материи.

Твердый:
Вещество имеет заданную форму и объем независимо от типа контейнера. дюйм (Лед)

Жидкость:
Вещество меняет свою форму, чтобы соответствовать емкости, в которую оно помещено. (Вода)

Газ:
Вещество изменяет свою форму и объем, чтобы соответствовать контейнеру, в котором оно находится. размещен.
(Водяной пар)

1.1 Все, что мы знаем, состоит из иметь значение. Поверхность Земли представляет собой материю в твердой форме.Великие озера – дело жидкая форма, а воздух, которым мы дышим, представляет собой газообразную форму вещества.

1,2 Слиток золота заданного объема будет имеют одинаковую форму в двух разных местах. Мы характеризуем твердых тел по тот факт, что они сохраняют свою форму и объем, где бы они ни находились.

1.3 Если нагреть слиток золота до точки плавления и перелить в емкость, она принимает форму емкости, но будет сохранять свой объем, следовательно, жидкость – это состояние вещества, которое сохраняет свой объем, но может изменять свою форму.

1,4 Если вещество меняет состояние с жидкость превращается в газ и в твердое тело, или наоборот, его масса и вес остаются прежними. Например, если вы покупаете 5 фунтов. мешка со льдом и дайте ему растаять, лед изменит состояние, твердое или твердое. жидкость, вес воды будет 5 фунтов.

1,5 Та же масса воды при испарении до пара, будет иметь вес 5 фунтов .


1) Перечислите три состояния материи. Жидкость, газ и Твердый

2) Опишите характеристики каждого состояния. Твердый Состояние сохраняет форму и объем. Liquid State сохраняет свой объем, но может менять форму. Газообразное состояние, меняет форму и объем в соответствии с емкостью.

3) Перечислите примеры материи в каждом из состояний. Лед твердое вещество, вода жидкое, вода пар газообразное


Элемент не может быть разбит на простое вещество и сохранит первоначальные характеристики.Медь (Cu) и серебро (Ag) два хорошие проводники – это элементы. Их нельзя разбить дальше, не разрушив их свойства. Соединения образуются, когда элементы химически объединены так, что их нельзя отделить друг от друга простыми физическими средствами. А химическая реакция требуется для восстановления элементов из соединения. Смесь это временное сочетание элементов и разделение физическими средствами возможно.
Что бы мы ни делали с образцом меди (Cu), он по-прежнему остаются медными.Ни один известный физический или химический процесс не может разбить золото (Au) на более простая субстанция, поэтому Золото – это элемент .

Соединение – это вещество, которое будет производиться, когда два или больше элементов объединяются. Железная ржавчина – это комбинация железа и кислорода; следовательно, железная ржавчина – это соединение .

Комбинация натрия и хлора (Na Cl 2), обычная поваренная соль, связаны друг с другом таким образом, что необходима химическая реакция для отделить их друг от друга.Обычный сахар состоит из углерода, кислорода и водорода. химически соединены друг с другом. Следовательно, эти вещества являются соединениями .

Элементы углерод и сера, помимо калия Нитраты объединяются в порох. Если вода фильтруется через порох, нитрат растворилась, оставив углерод и серу. Таким образом, порох представляет собой смесь .


1.Определить список элементов, соединений и смесей их характеристики и различия.

2. Перечислите примеры элементов, соединений и Смеси.

Атомы и молекулы В структуру атомов входит не менее 30 различные элементарные частицы. Мы ограничимся лишь тремя из них: Протоны, нейтроны и электроны. Центральная часть атома называется ядром, в где расположены протон и нейтроны.Электроны визуализируются как находящиеся в планетные орбиты вокруг ядра.
Одинаковые атомы вместе образуют элементы. Медь связанные вместе атомы образуют твердое состояние. Кислород содержит атомы, связанные вместе, чтобы сформировать газ. Ртуть содержит атомы, связанные вместе, образуя жидкость размером .

Строительный блок такого элемента, как золото атома , из которых он состоит.

Когда вода распадается на более мелкие частиц, мы получаем молекулу , содержащую 1 атом кислорода и 2 атома кислорода водород.

Молекула определяется как мельчайшая частица состав, который сохранит свойства исходного соединения. Поваренная соль – это соединение, которое можно разложить до мельчайших частиц, мы получим молекулу с 1 атомом хлора и 1 атомом натрия.

Атом можно разбить на три основных частицы. Это: протоны, нейтроны и электроны.При изучении электроники электрон – самая важная из основных частиц. Самый простой атом, водород, содержит 1 протон в центральном ядре и 1 вращающийся электрон, вращающийся вокруг ядро. Атом гелия состоит из 2 протонов и 2 нейтронов в ядре и 2 электронов. на орбите вокруг него.

Ядро атома содержит протона, и нейтрона. , в то время как электроны находятся на орбитах , вращающихся вокруг ядра.Один атом кислорода и два атома водорода могут быть вместе образуют одну молекулу воды.

Атомы водорода обычно имеют тенденцию слипаться образуют более крупную стабильную частицу. Эту частицу можно было бы назвать (n) , молекула водород.


1) Определите атом и приведите пример.

2) Определите молекулу и приведите пример.

3) Нарисуйте модель атома и назовите основную частицы.


Силы притяжения и отталкивания могут создаваться между телами посредством относиться к ним определенным образом: эти силы имеют электрическое происхождение. Обработка двух тел точно так же отталкиваются друг от друга; два тела, обработанные по-разному, могут быть Эти методы лечения носят специфический характер.Резиновый стержень натереть мехом. Сила притяжения часто обнаруживается между различными веществами, подвергающимися лечению. по-разному. Например, стеклянный стержень, натертый шелком, притягивает резину для натереть мехом. Мы сравниваем все вещества, которые разделяют притяжение и отталкивание, с каучук, обработанный мехом, и стекло, обработанное шелком. Резина с меховой обработкой отталкивает резину, обработанную мехом и стекло, обработанное шелком ___________________ стекло, обработанное шелком, но стекло, обработанное шелком будет __________ меховая резина.Если стержень отталкивает обработанный мехом резиновый стержень, он будет следовательно, __________ стеклянный стержень, обработанный шелком. Если стержень притягивает обработанный мехом резиновый стержень поэтому он будет __________ обработанным шелком стеклянным стержнем.
1) Определите, когда два тела будут притягиваться друг к другу из-за электростатического разряда. сила.

2) Опишите, как можно продемонстрировать, что два тела могут отталкивать друг друга. из-за электростатической силы.

Один электрон будет производить заряд “-“, в то время как «+» заряд – это заряд одного протона.Тело считается чистым положительным, если у него есть больше протонов, чем электронов. Это вызвано добавлением электрона, который производит отрицательный ион или отсутствие электрона, производящего положительный ион. Чтобы определить числовое значение чистой комиссии, из которой вы вычтете число одного типа номер другого типа. Если электронов больше, чем протонов, то чистый заряд отрицательно, если меньше электронов больше протонов, то чистый заряд будет положительный.

Один электрон будет иметь одну единицу отрицательного заряда; поэтому 4 электроны имеют _____________ единиц _______________ заряда. Протон – это единица положительный заряд. Один протон имеет одну единицу положительного заряда; следовательно, 7 протонов иметь ____________ единиц начисления ____________. Заряд электрона такой же величина как заряд протона; но противоположная полярность. Если один электрон смещен на один протон они нейтрализуют друг друга, в результате чего чистый заряд равен нулю.Если тело содержит на 2 электрона больше, чем протон, его можно сделать нейтральным, удалив 2 электрона или добавляя 2 протона. Следовательно, тело, у которого на 5 протонов больше, чем электронов, можно сделать нейтральным. добавив ____________ электронов. В нормальных условиях у атома будет равное число электронов и протонов. Поскольку нормальные атомы содержат равное количество электронов и протоны они нейтральны или не имеют заряда. Если мы вытесним электрон с валентной орбиты атома этот атом теперь будет содержать больше «+» заряженных протонов, чем «-» заряжает электроны и больше не является нейтральным, но будет заряжаться положительно.Если электрон войдет на валентную орбиту атома, тогда атом будет содержать еще один электрон чем протон, и атом был бы заряжен отрицательно. Нейтральный атом меди (Cu) будет имеет 29 протонов в ядре и ____________ электронов на орбите вокруг ядра. А Атом кремния содержит 14 протонов и 14 электронов в нейтральном состоянии, поэтому Ион кремния с положительным зарядом может содержать ____________ электронов. Если у Иона есть чистый отрицательный заряд 2, он должен потерять 2 ________________, чтобы снова стать нейтральным.Если нейтральный атом получает или теряет 2 или более электронов, он называется дважды ионизированным и если усиление или потеря – один электрон, он однократно ионизирован. Однозарядный положительный ион, который берет на себя один дополнительный электрон становится ___________ атомом. Для двухзарядного отрицательного Ион, чтобы стать нейтральным атомом, должен был бы отказаться от __________ __________.


1) Атом натрия содержит 11 протонов, 12 нейтронов и 11 электронов. Его чистая плата составляет _____.

2) Определите единицу отрицательного заряда.

3) Определить дважды ионизированный.

Запросить информацию кликните сюда: Информация о курсе

Элементы, соединения и смеси

Элементы, соединения и смеси

Элементы, Составы и смеси


Элементы

Известно любое вещество, содержащее только один вид атома. как элемент .Потому что атомы не могут быть созданы или разрушаются в химической реакции, такие элементы, как фосфор (P 4 ) или сера (S 8 ) не может быть разбита на более простые веществами этими реакциями.

Пример: вода разлагается на смесь водорода и кислород, когда через жидкость пропускают электрический ток. С другой стороны, водород и кислород не могут быть разложены на более простые вещества. Следовательно, они являются элементарными, или простейшие, химические вещества – элементы.

Каждый элемент представлен уникальным символом. Обозначение для каждого элемента можно найти в периодической таблице элементов.

Элементы можно разделить на три категории, которые имеют характерные свойства: металлы, неметаллы и полуметаллы. Большинство элементов – это металлы, которые находятся слева и ближе к нижняя часть таблицы Менделеева. Горстка неметаллов сгруппированы в правом верхнем углу периодической таблицы.В полуметаллы можно найти по разделительной линии между металлы и неметаллы.


Атомы

Элементы состоят из атомов, мельчайших частица, обладающая любым из свойств элемента. Джон Дальтон в 1803 г. предложил современную теорию атома, основанную на следующие предположения.

1. Дело составлено атомов, которые неделимы и неразрушимы.

2. Все атомы элемента являются идентичный.

3. Атомы различных элементов имеют разный вес и разные химические свойства.

4. Атомы различных элементов. объединяйте в простые целые числа, чтобы образовать соединения.

5.Атомы не могут быть созданы или уничтожен. Когда соединение разлагается, атомы восстановлен без изменений.


Соединения

Элементы объединяются в химические соединения, которые часто разделены на две категории.

Металлы часто реагируют с неметаллами с образованием ионных соединений . Эти соединения состоят из положительных и отрицательных ионов, образованных путем добавления или вычитания электронов из нейтральных атомов и молекулы.

Неметаллы объединяются друг с другом, образуя ковалентные соединения , которые существуют в виде нейтральных молекул.

Сокращенное обозначение соединения описывает количество атомов каждого элемента, который обозначен нижним индексом, написанным после символа элемента. По соглашению, нижний индекс не используется. записывается, когда молекула содержит только один атом элемента. Таким образом, вода – это H 2 O, а диоксид углерода – это CO 2 .


Характеристики Ионные и ковалентные соединения

Ионный Соединения

Ковалентные соединения

Содержит положительные и отрицательные ионы (Na + Cl )

Существуют как нейтральные молекулы (C 6 H 12 O 2 )

Твердые вещества такие как поваренная соль (NaCl (s) )

Твердые, жидкие или газы (C 6 H 12 O 6 (с) , H 2 O (л) , CO 2 (г) )

Высокая точки плавления и кипения

Нижняя плавка и точки кипения (т.е.е., часто существуют в виде жидкости или газа при комнатная температура)

Сильный сила притяжения между частицами

Относительно слабое усилие притяжения между молекулами

Отдельно в заряженные частицы в воде, чтобы получить раствор, который проводит электричество

Остаться той же самой молекулы в воде и не будет проводить электричество


Определение наличия Соединение ионное или ковалентное

Рассчитайте разницу между электроотрицательностями два элемента в соединении и среднее их электроотрицательности, и найти пересечение этих значений на рисунок, показанный ниже, чтобы помочь определить, является ли соединение ионным или ковалентный, или металлический.

Практическая задача 1:

Для каждое из следующих соединений, предскажите, будете ли вы можно было бы ожидать, что он будет ионным или ковалентным.

(а) оксид хрома (III), Cr 2 O 3

(б) четыреххлористый углерод, CCl 4

(в) метанол, CH 3 OH

(г) фторид стронция, SrF 2

Нажмите здесь чтобы проверить свой ответ на практическую задачу 1

Практическая задача 2:

Использование следующие данные, чтобы предложить способ различения между ионными и ковалентными соединениями.

Соединение Точка плавления ( o C) Точка кипения ( o C)
Cr 2 O 3 2266 4000
SrF 2 1470 2489
CCl 4 -22.9 76,6
CH 3 OH -97,8 64,7

Нажмите здесь, чтобы проверить свой ответ на практическую задачу 2


Формулы

Молекула – наименьшая частица, имеющая любой из свойства соединения.Формула молекулы должна быть нейтральный. При написании формулы ионного соединения заряды на ионах должны уравновешиваться, количество положительных зарядов должно равняться количеству отрицательных зарядов.

Примеры:

CaCl 2 Сбалансированная формула имеет 2 положительных заряда (1 кальций ион с +2 зарядом) и 2 отрицательных заряда (2 хлорида ионы с зарядом -1)
Al 2 (SO 4 ) 3 Сбалансированная формула имеет 6 положительных зарядов (2 алюминиевых ионы с зарядом +3) и 6 отрицательных зарядов (3 сульфатных ионов с зарядом -2)


Смеси Vs.Соединения

Закон постоянного состава гласит, что соотношение по массе элементов в химическом соединении равно всегда одинаково, независимо от источника соединения. В закон постоянного состава может использоваться, чтобы различать соединения и смеси элементов: Соединения имеют постоянный состав; смеси не . Вода всегда 88,8% O и 11,2% H по массе независимо от его источника.Латунь – это пример смеси двух элементов: меди и цинка. Оно может содержат от 10% до 45% цинка.

Еще одно различие между соединениями и смесями элементов это легкость, с которой можно разделить элементы. Смеси, такие как атмосфера, содержат два или более веществ, которые относительно легко отделить. Отдельные компоненты смеси могут быть физически отделены друг от друга.

Химические соединения сильно отличаются от смесей: элементы в химическом соединении могут быть разделены только уничтожение соединения.Некоторые различия между химическими соединения и смеси элементов иллюстрируются следующий пример с использованием изюмных отрубей и «Криспикс.».

Изюмовые отруби обладают следующими характеристиками смеси .

  • Крупа не имеет постоянного состава; в соотношение изюма и хлопьев из отрубей меняется от образца к образец.
  • Легко физически разделить два “элементы”, чтобы выбрать изюм, для пример, и съесть их отдельно.

Crispix имеет некоторые характерные свойства соединения .

  • Соотношение рисовых хлопьев и кукурузных хлопьев постоянно; Это составляет 1: 1 в каждой выборке.
  • Нет возможности разделить “элементы” не разрывая узы, скрепляющие их вместе.


3.2: Элементы и соединения – Biology LibreTexts

Структура атома

Атом – самая маленькая частица элемента, которая все еще обладает свойствами этого элемента.Каждое вещество состоит из атомов. Атомы чрезвычайно малы, обычно около одной десятимиллиардной метра в диаметре. Однако атомы не имеют четко определенных границ, как предполагает атомная модель, показанная на рисунке \ (\ PageIndex {2} \). Атом состоит из множества субатомных частиц. Мы будем обсуждать только протонов , нейтронов и электронов .

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): субатомные частицы
Частица Протон Нейтрон Электрон
Электрический заряд +1 0 -1
Место нахождения Ядро Ядро Вне ядра
Масса 1 а.е.м. 1 а.е.м. ~ 0 а.е.м.
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): модель атома углерода.Углерод имеет 6 протонов и 6 нейтронов (находится в ядре). На изображении также показаны 6 электронов вне ядра на 2 отдельных орбиталях.

Если количество протонов и электронов в атоме равно, то атом электрически нейтрален, потому что положительный и отрицательный заряды взаимно компенсируются. Если у атома больше или меньше электронов, чем протонов, то он имеет общий отрицательный или положительный заряд, соответственно, и называется ионом .

Отрицательно заряженные электроны атома притягиваются к положительно заряженным протонам в ядре силой, называемой электромагнитной силой , которой притягиваются противоположные заряды.Электромагнитная сила между протонами в ядре заставляет эти субатомные частицы отталкиваться друг от друга, потому что они имеют одинаковый заряд. Однако протоны и нейтроны в ядре притягиваются друг к другу другой силой, называемой ядерной силой , , которая обычно сильнее, чем электромагнитная сила, отталкивающая положительно заряженные протоны друг от друга.

Соединения и молекулы

Соединение – это уникальное вещество, состоящее из двух или более элементов, объединенных в фиксированных пропорциях.Это означает, что состав соединения всегда один и тот же. Самая маленькая частица большинства соединений в живых существах называется молекулой . Рассмотрим для примера воду. Молекула воды всегда содержит один атом кислорода и два атома водорода. Состав воды выражается химической формулой H 2 O. Модель молекулы воды показана на рисунке \ (\ PageIndex {4} \). Обратите внимание, что молекулы могут быть нарисованы по-разному, но представляют собой одну и ту же молекулу.В данном случае молекула состоит из одного кислорода и двух атомов водорода.

Что заставляет атомы молекулы воды «слипаться»? Ответ – химические связи. Химическая связь – это сила, которая удерживает вместе атомы молекул. Связи в молекулах включают атомы, разделяющие электроны. Новые химические связи образуются, когда вещества вступают в реакцию друг с другом.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Молекула воды. Молекула воды всегда имеет такой состав: один атом кислорода и два атома водорода.

Обзор

  1. Что такое элемент? Приведите три примера.
  2. Определите соединение. Объясните, как образуются соединения.
  3. Сравните и сопоставьте атомы и молекулы.
  4. Соединение, называемое водой, можно разложить на составные элементы, подав на него электрический ток. Какое соотношение элементов получается в этом процессе?
  5. Относите ионы к элементам и атомам.
  6. Что является самым важным элементом жизни?
  7. Оксид железа часто называют ржавчиной – красноватое вещество, которое можно найти на корродированном металле.Химическая формула этого типа оксида железа – Fe2O3. Ответьте на следующие вопросы об оксиде железа и кратко объясните каждый ответ.
    1. Оксид железа – это элемент или соединение?
    2. Можно ли считать одну частицу оксида железа молекулой или атомом?
    3. Опишите относительную долю атомов в оксиде железа.
    4. Что заставляет Fe и O слипаться в оксиде железа?
    5. Оксид железа состоит из атомов металлов, атомов металлоидов, атомов неметаллов или комбинации любого из них?
  8. Объясните, почему ионы имеют положительный или отрицательный заряд.
  9. Назовите три субатомных частицы, описанные в этом разделе.

1.2: Классификация материи – Химия LibreTexts

Химики изучают структуру, физические свойства и химические свойства материальных веществ. Они состоят из материи, – всего, что занимает пространство и имеет массу. Золото и иридий важны, как арахис, люди и почтовые марки. Дым, смог и веселящий газ – это материя. Однако энергия, свет и звук не имеют значения; идеи и эмоции тоже не имеют значения.

Масса объекта – это количество вещества, которое он содержит. Не путайте массу объекта с его весом , который представляет собой силу, вызванную гравитационным притяжением, действующим на объект. Масса – это фундаментальное свойство объекта, которое не зависит от его местоположения. С физической точки зрения масса объекта прямо пропорциональна силе, необходимой для изменения его скорости или направления. Более подробное обсуждение различий между весом и массой и единиц, используемых для их измерения, включено в Основные навыки 1 (Раздел 1.9). С другой стороны, вес зависит от местоположения объекта. Астронавт, масса которого составляет 95 кг, весит около 210 фунтов на Земле, но только около 35 фунтов на Луне, потому что гравитационная сила, которую он или она испытывает на Луне, примерно в шесть раз меньше силы, испытываемой на Земле. Для практических целей вес и масса часто используются в лабораториях как синонимы. Поскольку считается, что сила тяжести одинакова на всей поверхности Земли, 2,2 фунта (вес) равны 1,0 кг (масса), независимо от местоположения лаборатории на Земле.

В нормальных условиях существует три различных состояния вещества: твердые тела, жидкости и газы. Твердые тела относительно жесткие, имеют фиксированные формы и объемы. Скала, например, твердое тело. Напротив, жидкости и имеют фиксированные объемы, но текут, принимая форму их контейнеров, таких как напиток в банке. Газы , такие как воздух в автомобильной шине, не имеют ни фиксированных форм, ни фиксированных объемов и расширяются, чтобы полностью заполнить свои контейнеры. В то время как объем газов сильно зависит от их температуры и давления (количество силы, действующей на заданную область), объемы жидкостей и твердых тел практически не зависят от температуры и давления.Материя может часто переходить из одного физического состояния в другое в процессе, называемом физическим изменением . Например, жидкая вода может быть нагрета с образованием газа, называемого паром, или пар может быть охлажден с образованием жидкой воды. Однако такие изменения состояния не влияют на химический состав вещества.

Чистые вещества и смеси

Чистое химическое вещество – это любое вещество, имеющее фиксированный химический состав и характерные свойства. Кислород, например, представляет собой чистое химическое вещество, бесцветный газ без запаха при 25 ° C.Очень немногие образцы материи состоят из чистых веществ; вместо этого большинство из них представляют собой смеси, которые представляют собой комбинации двух или более чистых веществ в различных пропорциях, в которых отдельные вещества сохраняют свою идентичность. Воздух, водопроводная вода, молоко, голубой сыр, хлеб и грязь – все это смеси. Если все части материала находятся в одинаковом состоянии, не имеют видимых границ и однородны на всем протяжении, тогда материал однороден . Примерами однородных смесей являются воздух, которым мы дышим, и вода из-под крана, которую мы пьем.Однородные смеси еще называют растворами. Таким образом, воздух представляет собой раствор азота, кислорода, водяного пара, углекислого газа и некоторых других газов; водопроводная вода – это раствор небольших количеств нескольких веществ в воде. Однако конкретные составы обоих этих растворов не фиксированы, а зависят как от источника, так и от местоположения; например, состав водопроводной воды в Бойсе, штат Айдахо, отличается от состава водопроводной воды в Буффало, штат Нью-Йорк. Хотя большинство растворов, с которыми мы сталкиваемся, являются жидкими, растворы также могут быть твердыми.Серое вещество, которое до сих пор используется некоторыми стоматологами для пломбирования зубных полостей, представляет собой сложный твердый раствор, который содержит 50% ртути и 50% порошка, который содержит в основном серебро, олово и медь, с небольшими количествами цинка и ртути. Твердые растворы двух или более металлов обычно называют сплавами.

Если состав материала не является полностью однородным, то он неоднороден (например, тесто для печенья с шоколадной крошкой, сыр с плесенью и грязь). Смеси, которые кажутся однородными, после микроскопического исследования часто оказываются неоднородными.Молоко, например, кажется однородным, но при исследовании под микроскопом ясно, что оно состоит из крошечных шариков жира и белка, диспергированных в воде. Компоненты гетерогенных смесей обычно можно разделить простыми способами. Смеси твердого вещества и жидкости, такие как песок в воде или чайные листья в чае, легко отделяются фильтрацией, которая заключается в пропускании смеси через барьер, такой как ситечко, с отверстиями или порами, которые меньше твердых частиц. В принципе, смеси двух или более твердых веществ, таких как сахар и соль, можно разделить с помощью микроскопического исследования и сортировки.Однако обычно требуются более сложные операции, такие как отделение золотых самородков от речного гравия путем промывки. Сначала отфильтровывают твердый материал из речной воды; затем твердые частицы отделяются путем инспекции. Если золото внедрено в горную породу, его, возможно, придется изолировать химическими методами.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): неоднородная смесь. Под микроскопом цельное молоко на самом деле представляет собой гетерогенную смесь, состоящую из глобул жира и белка, диспергированных в воде. Рисунок использован с разрешения Wikipedia.

Гомогенные смеси (растворы) можно разделить на составляющие вещества с помощью физических процессов, которые зависят от различий в некоторых физических свойствах, таких как различия в их точках кипения.Двумя из этих методов разделения являются дистилляция и кристаллизация. Дистилляция использует разницу в летучести, меру того, насколько легко вещество превращается в газ при заданной температуре. Простой дистилляционный аппарат для разделения смеси веществ, хотя бы одно из которых является жидкостью. Наиболее летучий компонент закипает первым и конденсируется обратно в жидкость в конденсаторе с водяным охлаждением, из которого он перетекает в приемную колбу. Если раствор соли и воды перегоняется, например, более летучий компонент, чистая вода, собирается в приемной колбе, а соль остается в перегонной колбе.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Дистилляция раствора поваренной соли в воде. Раствор соли в воде нагревают в перегонной колбе до кипения. Образующийся пар обогащается более летучим компонентом (водой), который конденсируется в жидкость в холодном конденсаторе и затем собирается в приемной колбе.

Смеси двух или более жидкостей с разными точками кипения можно разделить с помощью более сложного дистилляционного аппарата. Одним из примеров является переработка сырой нефти в ряд полезных продуктов: авиационное топливо, бензин, керосин, дизельное топливо и смазочные масла (в приблизительном порядке уменьшения летучести).Другой пример – перегонка крепких спиртных напитков, таких как бренди или виски. (Эта относительно простая процедура вызвала немало головной боли у федеральных властей в 1920-х годах, в эпоху сухого закона, когда нелегальные кадры распространились в отдаленных регионах США!)

Кристаллизация разделяет смеси на основе различий в растворимости, показателе того, сколько твердого вещества остается растворенным в данном количестве указанной жидкости. Большинство веществ более растворимы при более высоких температурах, поэтому смесь двух или более веществ можно растворить при повышенной температуре, а затем дать ей медленно остыть.В качестве альтернативы жидкости, называемой растворителем, можно дать испариться. В любом случае наименее растворимое из растворенных веществ, то, которое с меньшей вероятностью останется в растворе, обычно сначала образует кристаллы, и эти кристаллы можно удалить из оставшегося раствора фильтрацией.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Кристаллизация ацетата натрия из концентрированного раствора ацетата натрия в воде. Добавление небольшого «затравочного» кристалла (а) заставляет соединение образовывать белые кристаллы, которые растут и в конечном итоге занимают большую часть колбы.Видео можно найти здесь: www.youtube.com/watch?v=BLq5NibwV5g

Большинство смесей можно разделить на чистые вещества, которые могут быть элементами или соединениями. Элемент , такой как серый металлический натрий, представляет собой вещество, которое не может быть разбито на более простые химическими изменениями; соединение , такое как белый кристаллический хлорид натрия, содержит два или более элементов и имеет химические и физические свойства, которые обычно отличаются от свойств элементов, из которых он состоит.За некоторыми исключениями, конкретное соединение имеет одинаковый элементный состав (одни и те же элементы в одинаковых пропорциях) независимо от его источника или истории. Химический состав вещества изменяется в процессе, называемом химическим изменением . Превращение двух или более элементов, таких как натрий и хлор, в химическое соединение, хлорид натрия, является примером химического изменения, часто называемого химической реакцией. В настоящее время известно около 118 элементов, но из этих 118 элементов получены миллионы химических соединений.Известные элементы перечислены в периодической таблице.


Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Разложение воды на водород и кислород путем электролиза. Вода – это химическое соединение; водород и кислород – элементы.

Различные определения материи: https://youtu.be/qi_qLHc8wLk

В общем, обратный химический процесс расщепляет соединения на элементы. Например, вода (соединение) может быть разложена на водород и кислород (оба элемента) с помощью процесса, называемого электролизом.При электролизе электричество обеспечивает энергию, необходимую для разделения соединения на составляющие элементы (Рисунок \ (\ PageIndex {5} \)). Подобный метод широко используется для получения чистого алюминия, элемента, из его руд, которые представляют собой смеси соединений. Поскольку для электролиза требуется много энергии, затраты на электроэнергию, безусловно, являются самыми большими затратами при производстве чистого алюминия. Таким образом, переработка алюминия является экономичной и экологически безопасной.

Общая организация вещества и методы, используемые для разделения смесей, кратко представлены на рисунке \ (\ PageIndex {6} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): Взаимосвязь между типами материи и методами, используемыми для разделения смесей

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Обозначить каждое вещество как соединение, элемент, гетерогенную смесь или гомогенную смесь (раствор).

  1. фильтрованный чай
  2. свежевыжатый апельсиновый сок
  3. компакт-диск
  4. оксид алюминия, белый порошок, содержащий атомы алюминия и кислорода в соотношении 2: 3
  5. селен

Дано : химическое вещество

Запрошен : его классификация

Стратегия:

  1. Определите, является ли вещество химически чистым.Если оно чистое, это либо элемент, либо соединение. Если вещество можно разделить на элементы, это соединение.
  2. Если вещество не является химически чистым, это либо гетерогенная смесь, либо гомогенная смесь. Если его состав однороден во всем, это однородная смесь.

Решение

  1. A Чай представляет собой раствор соединений в воде, поэтому он не является химически чистым. Обычно его отделяют от чайных листьев фильтрацией. B Поскольку состав раствора однороден, это однородная смесь.
  2. A Апельсиновый сок содержит твердые частицы (мякоть), а также жидкость; он не является химически чистым. Б. Апельсиновый сок является неоднородной смесью, поскольку его состав неоднороден.
  3. A Компакт-диск – это твердый материал, содержащий более одного элемента, с видимыми по краю участками разного состава. Следовательно, компакт-диск не является химически чистым. B Области разного состава указывают на то, что компакт-диск представляет собой неоднородную смесь.
  4. A Оксид алюминия представляет собой одно химически чистое соединение.
  5. A Селен – один из известных элементов.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Обозначить каждое вещество как соединение, элемент, гетерогенную смесь или гомогенную смесь (раствор).

  1. белое вино
  2. ртуть
  3. заправка для салата в стиле ранчо
  4. сахар столовый (сахароза)
Ответ A

раствор

Ответ Б

элемент

Ответ C

гетерогенная смесь

Ответ D

соединение

Различные определения изменений: https: // youtu.be / OiLaMHigCuo

Chemistry International – Newsmagazine for IUPAC


Том.27 № 3
Май-июнь 2005 г.

Вверх для обсуждения | Форум, на котором члены и членские организации могут поделиться идеями и проблемами.
Отправляйте свои комментарии по электронной почте на [адрес электронной почты]

Простые и сложные соединения

В январе-феврале 2005 г. CI , Клаудио Джомини, Марио Э.Кардинали и Либерато Карделлини, обоснование замены термина «элемент» с простым веществом. Они написали: «Чтобы четко обозначить различие между элементами и элементарными веществами, мы предлагаем заменить последний термин на «простые вещества», термин, который, по словам Шерри и Лэйнга, использовался, в этом смысле сам Менделеев.” Следующее письма были получены в ответ.

Эрик Шерри

Я хотел бы выразить свое согласие с Джомини, Кардинали и Карделлини за привлечение внимания к этому факту. что такие вещества, как двухатомный кислород и электролитическая медь встречаются как простые вещества. 1 Однако, необходимо сделать две квалификации.Как утверждают авторы, я ранее также указали на это и вызвали имя Менделеева за то, что он тоже сделал это. 2 Тем не менее Менделеев использовал несколько другой термин, а именно: «Простое тело».

Что еще более важно, авторы, кажется, полностью отрицают статус элементности для простых субстанций. Это кажется немного чрезмерным, учитывая укоренившееся использование термина «элемент» для обозначения простого вещества, такого как двухатомный кислород, которое можно выделить.

Понятие простого тела было впервые введено Лавуазье как средство избавления химии от всяких разговоров об элементах как невидимых принципах древнегреческих философов и алхимиков. Так родилась современная химия, отрицая метафизический аспект элементов. Но, как отмечали многие авторы, ни Лавуазье, ни кому-либо еще не удалось полностью искоренить более философский смысл термина «элемент». Хотя нам необходимо признать метафизические основы химии, мы не можем надеяться отрицать такие вещества, как дикислород, которые могут быть изолированы, их статус «элементов».

Авторы могли бы рассмотреть возможность использования двойного смысла термина «элемент». Они могли различать элемент как простую субстанцию ​​и элемент как базовую субстанцию, на последнюю из которых они явно ссылаются в своем описании «элемента». Эта терминология была впервые предложена радиохимиком Фрицем Панетом, который фактически был ответственным за термин «простое вещество», который, кажется, приняли авторы. 3

Список литературы
1.К. Джомини, М.Е. Кардинали, Л. Карделлини, Chemistry International , г. 2005 (1), 18.
2. Э. Р. Скерри, Minds and Molecules , Н. Бхушан, С. Розенфельд (ред.), Нью-Йорк, Oxford University Press, 2000, 51–72.
3. Ф.А. Панет, Основы химии , 2003, 5, 113–145. Перепечатано с перевода лекции, прочитанной в 1931 году.

Эрик Скерри <[email protected]> преподает на химическом факультете Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Калифорния, США, и является редактором книги Foundations of Chemistry , .


Джон Э. Хаммонд

Я считаю, что изменение, предложенное Джомини и др. (Январь-февраль 2005 CI , стр.18) не требуется. Химики вообще понять разницу между элементами и элементарным вещества и используйте термин «элемент» как сокращение дескриптор. Я не знаю химика, который бы не понял что алмаз, графит или фуллерены имеют разные формы элемента углерода – общие названия говорят о дифференциация.Не-химики вряд ли поймут различие и может еще больше запутаться из-за наличия «двух типы элементов ».

Джон Э. Хэммонд <[email protected]> работает в отделе исследований и разработок Wm. Wrigley Jr. Co. в Чикаго, Иллинойс, США.


Стр. последнее изменение 26 апреля 2005 г.
Copyright © 2003-2005 Международный союз теоретической и прикладной химии.
С вопросами относительно веб-сайта обращайтесь [адрес электронной почты защищен]

Определение элемента и примеры – Биологический онлайн-словарь

Определение элемента

существительное
множественное число: элементы
el‧e‧ment, ˈel.ɪ.mənt

( biochemistry ) Вещество, которое не может быть разложено химическим путем на более простые вещества и состоит из атомов с одинаковым числом протонов. : Latin elementum («рудимент»)

Химический элемент

Химический элемент относится к чистому веществу одного типа атомов.Атом – это мельчайшая единица материи и фундаментальный строительный блок химического элемента. Элемент будет иметь такое же количество протонов в своих атомных ядрах. Это означает, что все атомы, составляющие элемент, будут иметь одинаковое количество протонов. Например, углерод – это элемент, состоящий из атомов, имеющих одинаковое количество протонов, то есть 6. Обычными примерами элементов являются железо, медь, серебро, золото, водород, углерод, азот и кислород.

В настоящее время 94 являются натуральными элементами, а 24 – синтетическими.Таким образом, всего идентифицировано 118 элементов. В природе встречаются элементы, имеющие атомный номер ниже или равный 94. Те, что имеют атомный номер выше 94, созданы искусственно.

Процессы, которые, как полагают, изначально породили природные элементы, – это нуклеосинтез во время Большого взрыва , , звездный нуклеосинтез, взрывной нуклеосинтез в сверхновых и расщепление космических лучей.

Элементы человеческого тела

Наиболее распространенными элементами в живых организмах являются углерод, водород, кислород и азот.В организме человека по массе наиболее распространены следующие элементы: кислород (65%), углерод (18,5%), водород (9,5%), азот (3,2%), кальций (1,5%) и фосфор (1%). . Эти основные элементы составляют 99% массы человеческого тела. 0,85% состоит из других элементов, таких как калий (0,4%), сера (0,3%), натрий (0,2%), хлор (0,2%) и магний (0,1%).

Вещества

Вещество относится к тому, что имеет определенный химический состав и особые свойства и состоит из элементов в сочетании с другими или теми же элементами.Все соединения являются веществами, но не все вещества являются соединениями, поскольку чистые элементы также являются химическими веществами.

Элементы образуют соединение . Например, комбинация атомов натрия и атомов хлора приводит к образованию поваренной соли или хлорида натрия . Элементы в соединении удерживаются вместе химическими связями. Многие из элементов, которые встречаются в природе на Земле, химически соединены. Некоторые из важнейших для жизни соединений – это вода, хлорид натрия, двуокись углерода и т. Д.
Аллотроп элемента относится к любому из множества веществ, образованных только одним типом элемента, хотя эти вещества могут различаться по структуре. Например, углерод образует аллотропы, такие как уголь, графит и алмазы. Они состоят только из одного типа элементов – углерода .

Сплавы – это вещества, изготовленные из смеси металла и одного или нескольких других металлов или неметаллических элементов. Примерами сплавов являются латунь (медь и цинк), бронза (в основном медь и олово) и белое золото (золото и обычно никель, марганец или палладий).

Минералы

Минерал представляет собой химическое соединение, часто в кристаллической форме и обычно абиогенное , то есть не производимое в результате деятельности живых организмов. Тем не менее, чистый минерал будет типом минерала, состоящего из элементов в несвязанной форме, но с отчетливой минеральной структурой. Примеры чистых минералов: золото, серебро, углерод, алюминий, кобальт, медь, свинец, железо, ртуть, кремний, сера, олово, цинк и т. Д.

Минерал в контексте питания определяется как химический элемент, который необходим как важное питательное вещество.Минералы – это лишь одна из четырех групп незаменимых питательных веществ; другие – витамины, незаменимые жирные кислоты и незаменимые аминокислоты. У человека основными элементами являются (1) объемные элементы, (2) макроминералы и (3) микроэлементы. Основные элементы , которые составляют основную часть рациона человека, – это углерод, водород, кислород и азот. Макроминералы , которые также необходимы, но в относительно меньших количествах, чем основные элементы, – это кальций, фосфор, калий, натрий, хлор и магний.Микроэлемент – это химический элемент, необходимый для выживания, но необходимый в очень малых количествах. Примерами микроэлементов являются сера, железо, хлор, кобальт, медь, цинк, марганец, молибден, йод и селен.

Изотопы

Изотоп относится к любой из различных форм элемента (таким образом, имеющих одинаковое количество протонов), но имеющих другое количество нейтронов в своих ядрах. Это означает, что изотопы будут иметь один и тот же атомный номер, но другое массовое число.Углерод, например, имеет три изотопа: углерод-12 , углерод-13 и углерод-14 . Радиоактивные изотопы называются радиоизотопами . Радиоизотоп распадается на другие элементы в результате процесса, называемого радиоактивным распадом. Процесс происходит, когда нестабильное атомное ядро ​​радиоизотопа теряет энергию из-за испускания излучения. Все элементы содержат радиоизотопы, хотя некоторые из них были произведены искусственно.

Радиоизотопы имеют множество применений.В биологии их можно использовать для мониторинга биологических процессов, таких как репликация ДНК. Они также используются для мониторинга загрязнителей и измерения стока воды, например, от дождя и снега. Они также полезны для измерения возраста окаменелостей, горных пород и минералов. В ядерной медицине радиоизотопы используются для лечения и диагностики.

Другие биологические определения

Термин «элемент» в общем контексте относится к фундаментальному компоненту составного объекта.Примером этого является термин элемент сита . У покрытосеменных флоэма – это сосудистая ткань, участвующая в процессе транслокации. Он состоит из следующих основных компонентов: ситового элемента, клетки-компаньона, склеренхимы флоэмы и паренхимы флоэмы. Элемент сита – это основная проводящая ячейка во флоэме. Это живая клетка с протопластом, хотя ядро ​​в зрелом возрасте отсутствует.

См. Также

Дополнительная литература

© Biology Online.Контент предоставлен и модерируется Biology Online Editors


ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

Что такое химическая реакция?

A химический реакция – это изменение вещества в новое, которое имеет другую химическую идентичность.

Как определить, идет ли химическая реакция? происходит?

Химическое вещество реакция обычно сопровождается легко наблюдаемыми физическими эффектами, такими как излучение тепла и света, образование осадка, эволюция газа или изменение цвета.Абсолютный подтверждение химического изменения может быть подтверждено только химическим анализом продукты!

Взгляните на следующее изображение и опишите, что вы видите, что происходит? Каковы ключевые индикаторы химического изменения? Главное – наблюдение!

Нажмите на Шерлока Холмса, чтобы проверить свои силы. наблюдение!

Ой .. не забудьте проверить лай собаки!

Есть много разных типов химические реакции.У химиков есть классифицировал множество различных реакций на общие категории. Химические реакции, которые мы рассмотрим, представляют собой представление типов реакций, обнаруженных в каждой группе. Есть общее описание основных типы реакций и конкретные примеры, указанные в полях для выбора.

Реакция синтеза (реакция сочетания)

В синтезе реакции два или более веществ объединяются, чтобы сформировать новое соединение.Этот тип

реакция представлена ​​следующим уравнением.

A + B AB

А и В представляют собой реагирующие элементы или соединения, в то время как AB представляет собой соединение как продукт.

Следующие примеры представляют синтез Реакция .

Алюминий и бром

Образование бромида алюминия: Когда Al При размещении на поверхности жидкого Br 2 происходит экзотермическая реакция.Al окисляется до Al 3+ с помощью Br 2 , который восстанавливается до ионов Br . Ионный продукт, AlBr 3 , можно наблюдать на часах. стакан после реакции.

Натрий и хлор

Образование хлорида натрия: Расплавленный натрий горит, когда он положить в емкость с газообразным хлором.В реакции ион натрия теряет электрон с образованием катиона натрия и атом хлора одновременно получает электрон с образованием хлорид-аниона. Продукт реакции – ионный соединение хлорид натрия, которое представляет собой наблюдаемое белое твердое вещество.

Цинк и кислород

Образование оксида цинка: Окисление – это потеря электронов а уменьшение – это выигрыш электронов.Окисление металлического Zn O 2 с образованием ZnO (s) проиллюстрировано на молекулярном уровень. Показан перенос электронов от Zn к O 2 . Атомы можно наблюдать изменяться при окислении или восстановлении до ионной формы.

Натрий и калий в воде

Образование гидроксида натрия и калия Гидроксид: При добавлении небольшого количества Na к раствору, содержащему индикатор, свидетельство реакции может быть наблюдается по изменению цвета раствора при образовании NaOH, по плавление Na и движение Na, вызванное образованием водорода газ.K более реакционноспособен, чем Na, о чем свидетельствует его реакция с водой. В результате этой реакции выделяется достаточно тепла, чтобы воспламенить образовавшийся H 2 .

Одинарная замена Реакция

В единичном замене реакция (реакция вытеснения) один элемент заменяет аналогичный элемент

в комплексе. Одинарная замена реакции могут быть представлены следующими уравнениями.

AB + C AC + B

Утюг (III) Оксид и алюминий

Реакция 2

Реакция термитов: В реакции термитов, Al восстанавливает Fe 2 O 3 до Fe в чрезвычайно экзотермической реакции, в которой Al окисляется до Аl 2 O 3 . В результате реакции выделяется достаточно тепла, чтобы расплавить железо.Из-за экстремальное тепло, выделяемое в термитной реакции, в промышленности используется для сваривать утюг.

Медь (II) Оксид и углерод

Восстановление CuO: При наличии сажи и черный оксид меди нагревают вместе Cu 2+ ионы восстанавливаются до металлической меди и выделяется газ. Когда газ собирается в Ca (OH) 2 , образуется белый осадок CaCO 3 .Реакция, которая происходит восстановление ионов Cu 2+ углеродом, который окисляется в CO 2 .

Серебро Нитраты и медь

Образование кристаллов серебра: Когда медная проволока помещается в раствор AgNO 3 , Cu восстанавливает Ag + до металлического Ag. В то же время, Cu окисляется до Cu 2+ .По мере протекания реакции можно увидеть, что кристаллы Ag образуются на медной проволоке, и раствор становится синим в результате образование ионов Cu 2+ .

Олово (II) Хлорид и цинк

Образование кристаллов олова: Окисление-восстановление химия Sn и Zn. Когда подкисленный Sn (II) Cl 2 добавляется в стакан, содержащий части Zn, часть Sn 2+ реагирует с H + в растворе с образованием газа H 2 .Немедленные изменения также могут наблюдаться на поверхности Zn, поскольку он быстро покрывается Sn кристаллы. После того, как реакция какое-то время прогрессирует, иглы Sn можно наблюдается на поверхности Zn.

Двойная замена Реакция

В реакция двойного замещения, ионы двух соединений меняются местами в водный раствор

с образованием двух новых соединений.Реакция двойной замены может быть представлена ​​следующим уравнение.

AB + CD AC + BD

Кальций карбонаты и сернистая кислота

Эта мраморная статуя была разрушена кислотным дождем. Мрамор – это материал, имеющий CaCO 3 в качестве основного компонента. Кислоты реагируют с мрамором и растворить его.В кислота поступает из диоксида серы в атмосфере, соединяясь с водой с образованием сернистая кислота.

Свинец (II) Нитрат и йодид калия

Водный раствор йодида калия добавляют к водной раствор нитрата свинца (II) иодида свинца (II). Образование осадка происходит при катионы одного реагента соединяются с анионами другого реагента с образованием образуют нерастворимое или малонерастворимое соединение.

Разложение Реакция

В реакции разложения отдельное соединение подвергается реакция, которая дает два или более простых

веществ. Разложение Реакция может быть представлена ​​следующим уравнением.

AB A + B

Вода на водород и кислород

Электролиз воды: Когда постоянный ток проходит через воду, она разлагается с образованием кислорода и водород.Объем газообразного водорода, образующегося на отрицательном электроде, составляет вдвое больше объема газообразного кислорода, образовавшегося на положительном электроде. Этот указывает на то, что вода содержит в два раза больше атомов водорода, чем атомов кислорода, что является иллюстрацией закона постоянного состава.

Азот Трииодид

Разложение Трииодид азота: Трииодид азота крайне неустойчиво в сухом состоянии.Прикосновение к нему пером заставляет его разлагаются взрывоопасно. Взрыв происходит, когда химическая энергия выделяется разложение трииодида азота до N 2 и I 2 . После взрыва можно наблюдать фиолетовые пары йода.

Горение Реакция

В реакция горения, вещество соединяется с кислородом, выделяя большое количество энергии в виде

света и тепла.Для органических соединений, таких как углеводороды, продукты реакции горения – углекислый газ и вода.

CH 4 + 2 О 2 CO 2 + 2 H 2 O

Водород и кислород

Реакция II

при горении водорода в качестве продукта реакции образуется водяной пар.Три воздушных шара с водородом и один шар смешанные с водородом и кислородом образуют взрывоопасную смесь

Разное Вещества с кислородом

Реакция с кислородом. Сжигаются магний, стальная вата, белый фосфор и сера. в кислороде. Результирующие реакции представляют собой комбинированные реакции, в которых два вещества вступают в реакцию с образованием одного продукта.Продукты, образующиеся в этих реакциях являются MgO, Fe 2 O 3 , P 4 O 10 и SO 2 . Все эти реакции горения очень экзотермичны.

фосфор и кислород

горение желтого фосфора происходит в кислородной атмосфере.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *