Элемент cu – что за химический элемент Cu, 4 буквы, сканворд
alexxlab | 27.08.2019 | 0 | Вопросы и ответы
| ЛЕКЦИЯ № 6. ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ I B подгруппы Cu, Ag, Au
Cодержание элементов в земной коре.
Некоторые характеристики металлов.
Cu, Ag, Au не растворяются в воде, HCl, H2SO4(разб) Cu,Ag растворяются в H2SO4 (конц) HNO3(разб/конц) HCl (конц.) + HNO3 (конц.) (3:1) – «царская водка» HCl (конц.) + HNO3 (конц.) (3:1) – «царская водка» ВАЖНЕЙШИЕ СОЕДИНЕНИЯ Сu, Ag, Au. . С.О. = +II – устойчивая, в ОВР – окислитель CuO, Cu(OH)2↓ (голубой) – амфотерны, преобладают основные свойства Сu(NO3)2, CuSO4, CuCl2 – растворимы в воде (голубые растворы) [Cu(H2O)4]2+ – голубой ;[Cu(NH3)4]2+ (ярко-синий раствор) СuF2, (CuOH)2CO3 (малахит) – труднорастворимые соли CuS(черный), СuSe, CuTe, – полупроводники СuCl, CuI – труднорастворимы Cu2S, Cu2Se – полупроводники Ag2O↓(темно-коричневый), AgF, AgNO3 ( pH = 7 – гидролиз не идет)) – растворимые в воде соли. AgCl, ABr, AgI – труднорастворимые соли Ag2S, Ag2Se, Ag2Te – полупроводники Золото. С.О. = + III – устойчивая, в ОВР – окислитель Au2O3↓, Au(OH)3↓ – амфотерны, преобладают кислотные свойства AuCl3, Au2(SeO4)3 –растворимые в воде соли C.О. = +I – неустойчивая AuCl↓ – не растворяется в холодной воде. ЛЕКЦИЯ № 5. ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ II B подгруппы Zn, Cd, Hg
Cодержание элементов в земной коре.
Некоторые характеристики металлов.
Zn растворяется в HCl, H2SO4(разб) H2SO4 (конц),HNO3(разб/конц) NaOH, NH3·H2O(конц) Cd растворяется в HCl, H2SO4(разб) H2SO4 (конц),HNO3(разб/конц) Hg растворяется в H2SO4 (конц),HNO3(разб/конц) ВАЖНЕЙШИЕ СОЕДИНЕНИЯ Zn, Cd, Hg. Цинк. Zn(NO3) 2, ZnSO4, ZnCl2 – растворимы в воде ZnS(белый), ZnSe, ZnTe, Zn3Э2 (Э = P,As,Sb) – не растворимы в воде К.Ч.(Zn 2+) = 4 (тетраэдр) ; [Zn(OH)4]2- , [Zn(NH3)4]2+ Кадмий. CdO, Cd(OH)2↓ – основные Сd(NO3)2, CdSO4, CdCl2 – растворимы в воде CdS(желтый), СdSe, CdTe, Cd3Э2 (Э = P,As,Sb) – не растворимы в воде К.Ч.(Cd2+) = 4 (тетраэдр) ; [Cd(OH)4]2- , [Cd(NH3)4]2+ Ртуть. С.О.= +II ( в ОВР – окислитель) HgO(желтый)↓ – основный Hg(NO3)2 – растворима в воде HgCl2 (сулема) – неэлектролит HgS(чёрный), HgSe, HgTe, Hg3Э2 (Э = P,As,Sb) – не растворимы в воде К.Ч.(Hg2+) = 4 (тетраэдр) ; [HgI C.О. = +I ( в ОВР – окислитель, восстановитель) Hg2O(черный) = Hg↓ + HgO↓ Hg2(NO3)2 – растворима в воде Hg2Cl2↓(белый) – каломель |
www.dereksiz.org
Переходные элементы Cu,Zn,Cr,Fe. Характеристика.
Медь Cu, цинк Zn, железо Fe и хром Сr относятся к переходным металлам, являются представителями d-элементов. В таблице Менделеева находятся в побочных (Б) подгруппах.
Медь
Медь Cu расположена в IБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня записывается как 3d104s1, в ее случае наблюдается, так называемый, «проскок электрона». Наиболее устойчивая степень окисления меди равна +2, но встречаются также и соединения, содержащие медь в степени окисления +1. Медь образует оксиды Сu 2О и СuО, которым соответствуют гидроксиды СuОН и Сu(ОН)2. Оксид и гидроксид меди (I) – Сu2О и СuОН обладают основными свойствами, в то время как оксид меди (II) СuО и гидроксид меди (II) Cu(ОН)2 являются амфотерными, с преобладанием основных свойств.
Цинк
Цинк Zn находится в IIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов химического элемента в основном состоянии 3d104s2. Для цинка возможно только одна единственная степень окисления равная +2. Оксид цинка ZnO и гидроксид цинка Zn(ОН)2 обладают ярко выраженными амфотерными свойствами.
Хром
Химический элемент хром Cr находится в VIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов хрома в основном состоянии 3d54s1 . Как и в случае с медью, здесь также наблюдается «проскок» электрона. Для хрома кроме нуля возможны три степени окисления: +2, +3 и +6. Повышение степени окисления хрома приводит к возрастанию его кислотных свойств, или, что то же самое, уменьшению основных. Оксид хрома (II) СгО проявляет основные свойства – ему соответствует основание Сг(ОН)
Железо
Железо Fe находится в VІIIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация внешнего электронного слоя в основном состоянии 3d64s2. В соединениях железо может проявлять степени окисления равные +2, +3 и +6. Наиболее устойчивой является степень окисления железа +3, соединения, содержащие железо в степени окисления +6 являются крайне сильными окислителями и относительно устойчивы только в сильнощелочных средах. Оксида и гидроксид железа (II) FeО и железа (II) Fe(ОН)2 обладают основными свойствами; в то время, как оксид железа (III) Fe2О3 и гидроксид железа (III) Fe(ОН)3 проявляют некоторые амфотерные свойства с преобладанием основных.
scienceforyou.ru
Купрум – это… Что такое Купрум?
Медь / Cuprum (Cu) | |
|---|---|
| Атомный номер | 29 |
| Внешний вид простого вещества | пластичный металл золотисто-розового цвета |
| Свойства атома | |
| Атомная масса (молярная масса) | 63,546 а. е. м. (г/моль) |
| Радиус атома | 128 пм |
| Энергия ионизации (первый электрон) | 745,0 (7,72) кДж/моль (эВ) |
| Электронная конфигурация | [Ar] 3d10 4s1 |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 117 пм |
| Радиус иона | (+2e) 72 (+1e) 96 пм |
| Электроотрицательность (по Полингу) | 1,90 |
| Электродный потенциал | +0,337 В/ +0,521 В |
| Степени окисления | 2, 1 |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность | 8,96 г/см³ |
| Удельная теплоёмкость | 24,465 Дж/(K·моль) |
| Теплопроводность | 401 Вт/(м·K) |
| Температура плавления | 1356,6 K |
| Теплота плавления | 13,01 кДж/моль |
| Температура кипения | 2840 K |
| Теплота испарения | 304,6 кДж/моль |
| Молярный объём | 7,1 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | кубическая гранецентрированая |
| Период решётки | 3,615 Å |
| Отношение c/a | n/a |
| Температура Дебая | 315,00 K |
Медь — химический элемент с атомным номером 29 в периодической системе, обозначается символом Cu (лат. Cuprum от названия острова Кипр где добывали медь), красновато-золотистого цвета (розовый при отсутствии оксидной пленки). Простое вещество медь — это пластичный переходный металл, с давних пор широко применяемый человеком.
История и происхождение названия
Схема атома меди
Из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления медь — один из первых металлов, широко освоенных человеком. В древности применялась в основном в виде сплава с оловом — бронзы для изготовления оружия и т. п. (см бронзовый век).
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. 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 Читинской области, Джезказган в Казахстане, Меденосный пояс Центральной Африки и Мансфельд в Германии.
Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,4 до 1,0 %.
Физические свойства
Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности после серебра). Имеет два стабильных изотопа — 63Cu и 65Cu, и несколько радиоактивных изотопов. Самый долгоживущий из них, 64Cu, имеет период полураспада 12,7 ч и два различных варианта распада с различными продуктами.
Плотность — 8,94*10³ кг/м³
Удельная теплоёмкость при 20 °С — 390 Дж/кг*К
Удельное электрическое сопротивление при 20-100 °С — 1,78·10-8 Ом·м
Существует ряд сплавов меди: латунь — сплав меди с цинком, бронза — сплав меди с оловом, мельхиор — сплав меди и никеля, и некоторые другие.
Химические свойства
Хорошо проводит тепло. На воздухе покрывается оксидной плёнкой.
Соединения
Медный купорос
В соединениях медь бывает двух степеней окисления: менее стабильную степень Cu+ и намного более стабильную Cu2+, 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(B11H11)23-, полученных в 1994 году.
Карбонат меди(II) имеет зелёную окраску, что является причиной позеленения элементов зданий, памятников и изделий из меди. Сульфат меди(II) при гидратации даёт синие кристаллы медного купороса CuSO4∙5H2O, используется как фунгицид. Также существует нестабильный сульфат меди(I) Существует два стабильных оксида меди — оксид меди(I) Cu2O и оксид меди(II) CuO. Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди (YBa2Cu3O7-δ), который является основой для получения сверхпроводников. Хлорид меди(I) — бесцветные кристаллы (в массе белый порошок) плотностью 4,11 г/см³. В сухом состоянии устойчив. В присутствии влаги легко окисляется кислородом воздуха, приобретая сине-зелёную окраску. Может быть синтезирован восстановлением хлорида меди(II) сульфитом натрия в водном растворе.
Соединения меди(I)
Многие соединения меди(I) имеют белую окраску либо бесцветны. Это объясняется тем, что в ионе меди(I) все пять Зd-орбиталей заполнены парами электронов. Однако оксид Cu20 имеет красновато-коричневую окраску. Ионы меди(I) в водном растворе неустойчивы и легко подвергаются диспропорционированию:
2Cu+(водн.) → Cu2+(водн.) + Cu(тв.)
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):
CuCl(тв.) + Cl–(водн.) → [CuCl]– (водн.)
Хлорид меди(I) – белое нерастворимое твердое вещество. Как и другие галогениды меди(I), он имеет ковалентный характер и более устойчив, чем галогенид меди (II). Хлорид меди(I) можно получить при сильном нагревании хлорида меди(II):
CuCl2(тв.) → 2CuCl(тв.) + Cl2(г.)
Другой способ его получения заключается в кипячении смеси хлорида меди(II) с медью в концентрированной соляной кислоте. В этом случае сначала образуется промежуточное соединение – комплексный дихлорокупрат(I)-ион [CuCl2]–. При выливании раствора, содержащего этот ион, в воду происходит осаждение хлорида меди(I). Хлорид меди(I) реагирует с концентрированным раствором аммиака, образуя комплекс диамминмеди(I) [Cu(NH3)2]+. Этот комплекс не имеет окраски в отсутствие кислорода, но в результате реакции с кислородом превращается в синее соединение.
Аналитическая химия меди
- Традиционно количественное выделение меди из слабокислых растворов проводилось с помощью сероводорода.
- В растворах, при отсутствии мешающих ионов медь может быть определена комплексонометрически или потенциометрически, ионометрически.
- Микроколичества меди в растворах определяют кинетическими методами.
Применение
В электротехнике
Из-за низкого удельного сопротивления (уступает лишь серебру), 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 (быт: электродвигателях) и силовых трансформаторов.
Теплообмен
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.
Для производства труб
В связи с высокой механической прочностью, но одновременно пригодностью для механической обработки, медные бесшовные трубы круглого сечения получили широкое применение для транспортировки жидкостей и газов: во внутренних системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, системах кондиционирования и холодильных агрегатах. В ряде стран трубы из меди являются основным материалом, применяемым для этих целей: во Франции, Великобритании и Австралии для газоснабжения зданий, в Великобритании, США, Швеции и Гонконге для водоснабжения, в Великобритании и Швеции для отопления. В России производство водопроводных труб из меди нормируется национальным стандартом ГОСТ Р 52318-2005 [3], а применение в этом качестве федеральным Сводом Правил СП 40-108-2004. Кроме того, трубопроводы из меди и сплавов меди широко используются в судостроении и энергетике для транспортировки жидкостей и пара.
Наиболее распространённые сплавы — бронза и латунь
В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широкораспространёнными из которых являются упоминавшиеся выше бронза и латунь. Оба сплава являются общими названиями для целого семейства материалов, куда помимо олова и цинка могут входить никель, висмут и другие металлы. Например, в состав так называемого пушечного металла, который в XVI—XVIII вв. действительно использовался для изготовления артиллерийских орудий, входят все три основных металла — медь, олово, цинк; рецептура менялась от времени и места изготовления орудия. В наше время находит применение в военном деле в кумулятивных боеприпасах благодаря высокой пластичности, большое количество латуни идёт на изготовление оружейных гильз. Медноникелевые сплавы используются для чеканки разменной монеты. Медноникелиевые сплавы, в том числе т. н. «адмиралтейский» сплав широко используются в судостроении и областях применения, связанных с возможностью агрессивного воздействия морской воды из-за образцовой коррозионной устойчивости.
Ювелирные сплавы
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.
Соединения меди
Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди YBa2Cu3O7-δ, который является основой для получения высокотемпературных сверхпроводников. Медь применяется для производства медно-окисных гальванических элементов, и батарей.
Другие сферы применения
Медь самый широкоупотребляемый катализатор полимеризации ацетилена. Из-за этого трубопроводы из меди применять для транспортировки ацетилена можно только при содержании меди в сплаве материала труб не более 64 %.
Широко применяется медь в кровельном деле. Кровли из тонкой листовой меди из-за автозатухания процесса коррозии медного листа служат безаварийно по 100—150 лет. В России использование медного листа для кровель и фасадов нормируется федеральным Сводом Правил СП 31-116-2006 [4]
Прогнозируемым новым массовым применением меди обещает стать ее применение в качестве бактерицидных поверхностей в лечебных учереждениях для снижения внутрибольничного бактериопереноса: дверей, ручек, водозапорной арматуры, перил, поручней кроватей, столешниц — всех поверхностей, к которым прикасается рука человека.
Биологическая роль
Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных. В токе крови медь переносится главным образом белком церулоплазмином. После усваивания меди кишечником она транспортируется к печени с помощью альбумина. Медь встречается в большом количестве ферментов, например, в цитохром-с-оксидазе, в содержащем медь и цинк ферменте супероксид дисмутазе, и в переносящем кислород белке гемоцианине. В крови большинства моллюсков и членистоногих медь используется вместо железа для транспорта кислорода.
Предполагается, что медь и цинк конкурируют друг с другом в процессе усваивания в пищеварительном тракте, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого элемента. Здоровому взрослому человеку необходимо поступление меди в количестве 0,9 мг в день.
Токсичность
Некоторые соединения меди могут быть токсичны при превышении ПДК в пище и воде. Содержание меди в питьевой воде не должно превышать 2 мг/л (средняя величина за период из 14 суток), однако недостаток меди в питьевой воде также нежелателен. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) сформулировала в 1998 году это правило так: «Риски для здоровья человека от недостатка меди в организме многократно выше, чем риски от ее избытка».
В 2003 году в результате интенсивных исследований ВОЗ пересмотрела прежние оценки токсичности меди. Было признано, что медь не является причиной расстройств пищеварительного тракта [5].
Существовали опасения, что Гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона — Коновалова) сопровождается накоплением меди в организме, так как она не выделяется печенью в желчь. Эта болезнь вызывает повреждение мозга и печени. Однако причинно-следственная связь между возникновением заболевания и приёмом меди внутрь подтверждения не нашла[1]. Установлена лишь повышенная чувствительность лиц, в отношении которых диагностировано это заболевание к повышенному содержанию меди в пище и воде. Общее число лиц, поражённых заболеванием, например, в США, составляет ок. 35 000 человек, то есть 0,01 % от общего числа водопользователей.
Бактерицидность
Бактерицидные свойства меди и ее сплавов были известны человеку давно. В 2008 году после длительных исследований Федеральное Агентство по Охране Окружающей Среды США (US EPA) [6] официально присвоило меди и нескольким сплавам меди статус веществ с бактерицидной поверхностью [7]. Особено выраженно бактерицидное действие поверхностей медных (и сплавов меди) проявляется в отношении метициллин-устойчивого штамма стафилококка золотистого, извесного как «супермикроб» MRSA [8]:
Органолептические свойства
Ионы меди придают излишку меди в воде отчётливый «металлический вкус». У разных людей порог органолептического определения меди в воде составляет приблизительно 2-10 мг/л. Естественная способность к такому определению повышенного содержания меди в воде является природным механизмом защиты от приема внутрь воды с излишним содержанием меди.
Производство, добыча и запасы меди
Мировая добыча меди в 2000 году составляла около 15 млн т., a в 2004 году — около 14 млн т. [2][3]. Мировые запасы в 2000 году составляли, по оценке экспертов, 954 млн т., из них 687 млн т. подтверждённые запасы [2], на долю России приходилось 3.2 % общих и 3.1 % подтверждённых мировых запасов [2]. Таким образом, при нынешних темпах потребления запасов меди хватит примерно на 60 лет.
Производство рафинированной меди в России в 2006 году составило 1,009 тыс. тонн, потребление — 714 тыс. тонн[4]. Основными производителями меди в России являются:
Как добывают медь Этот металл встречается в природе в самородном виде чаще, чем золото, серебро и железо. Нашли однажды самородок, который весил 420 т. Наверняка медь была первым металлом, с которым познакомились древние люди. Первые свои орудия делали они из кремниевой и железной руды, из меди, и уже потом научились изготовлять их из бронзы и железа. Сплав меди с оловом (бронзу) получили впервые за 3000 лет до н.э. на Ближнем Востоке. Бронза привлекала людей прочностью и хорошей ковкостью, что делало ее пригодной для изготовления орудий труда и охоты, посуды, украшений. Все эти предметы находят в археологических раскопах. Добычу меди называют прабабушкой металлургии. Ее добыча и выплавка были налажены еще в Древнем Египте, во времена фараона Рамзеса II (1300—1200 гг. до н.э.). Древние египтяне нагнетали воздух в плавильные печи с помощью мехов, а древесный уголь получали из акации и финиковой пальмы. Они выплавили около 100 т чистой меди. На территории России и сопредельных стран медные рудники появились за два тысячелетия до н.э. Остатки их находят на Урале, в Закавказье, на Украине, в Сибири, на Алтае. В XIII—XIV вв. освоили промышленную выплавку меди. В Москве в XV в. был основан Пушечный двор, где отливали из бронзы орудия разных калибров. О нем напоминает теперешняя Пушечная улица в Москве. Сейчас известно более 170 минералов, содержащих медь, но из них только 14—15 имеют промышленное значение. Это — халькопирит (он же медный колчедан), малахит, встречается и самородная медь. В медных рудах часто в качестве примесей встречаются молибден, никель, свинец, кобальт, реже — золото, серебро. Обычно мед-ные руды обогащаются на фабриках, прежде чем поступают на медеплавильные комбинаты. Богаты медью Казахстан, США, Чили, Канада, африканские страны — Заир, Замбия, Южно-Африканская республика. Очень крупное Удоканское месторождение медной руды сравнительно недавно обнаружено на севере Читинской области.
Большая часть добываемой меди используется в электротехнике, потому что медь обладает высокой электропроводностью, уступая в этом только серебру, которое, конечно, намного дороже. Миллионы километров проводов опутали земной шар, и большинство из них медные. Медь нужна для производства двигателей, телевизоров, телефонных аппаратов, различных электроприборов, автомобилей, электровозов, холодильников и даже музыкальных инструментов. Ее используют в химической промышленности для борьбы с вредителями садов и огородов, для подкормки растений и животных. Всюду нужна медь. По объему мирового производства и потребления медь занимает третье место после железа и алюминия.
Ссылки
Примечания
- ↑ [1]
- ↑ 1 2 3 http://www.ecsocman.edu.ru/db/msg/142462.html
- ↑ http://www.metalinfo.ru/ru/news/12150
- ↑ Минпромэнерго РФ, «Стратегия развития металлургической промышленности Российской Федерации на период до 2015 года» [2]
Wikimedia Foundation. 2010.
dic.academic.ru
| ||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||
R2O |
RO |
R2O3 |
RO2 |
R2O5 |
RO3 |
R2O7 |
RO4 |
|||||||||||||||
Rh5 |
Rh4 |
h3R |
HR |
|||||||||||||||||||
Лантаноиды |
||||||||||||||||||||||
Актиноиды |
||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||
himik.pro