Каталог :: Химия

: Медь

                                      МEДЬ                                      
Медь (лат. Cuprum) - химический элемент. Один из семи металлов, известных с
глубокой древности. По некоторым археологическим данным - медь была хорошо
известна египтянам еще за 4000 лет до Р. Хр. Знакомство человечества с медью
относится к более ранней эпохе, чем с железом; это объясняется с одной
стороны более частым нахождением меди в свободном состаянии на поверхности
земли, а с другой - сравнительной легкостью получения ее из соединений.
Древняя Греция и Рим получали медь с острова Кипра (Cyprum), откуда и
название ее Cuprum. Особенно важна медь для электротехники.
По электропроводности медь занимает второе место среди всех металлов, после
серебра. Однако в наши дни во всем мире электрические провода, на которые
раньше уходила почти половина выплавляемой меди, все чаще делают из
аллюминия. Он хуже проводит ток, но легче и доступнее. Медь же, как и многие
другие цветные металлы, становится все дефицитнее. Если в 19 в. медь
добывалась из руд, где содержалось 6-9% этого элемента, то сейчас 5%-ные
медные руды считаются очень богатыми, а промышленность многих стран
перерабатывает руды, в которых всего 0,5% меди.
Медь входит в число жизненно важных микроэлементов. Она участвует в процессе
фотосинтеза и усвоении растениями азота, способствует синтезу сахара, белков,
крахмала, витаминов. Чаще всего медь вносят в почву в виде пятиводного
сульфата - медного купороса. В значительных количествах он ядовит, как и
многие другие соединения меди, особенно для низших организмов. В малых же
дозах медь совершенно необходима всему живому.
                   Химические и физические свойства элемента.                   
Медь - химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный
номер 29, атомная масса 63,546. Температура плавления- 1083° C; температура
кипения - 2595° C; плотность - 8,98 г/см3. По геохимической
классификации В.М. Гольдшмидта, медь относится к халькофильным элементам с
высоким сродством к S, Se, Te, занимающим восходящие части на кривой атомных
объемов; они сосредоточены в нижней мантии, образуют сульфиднооксидную
оболочку.
Вернадским в первой половине 1930 г были проведены исследования изменения
изотопного состава воды, входящего в состав разных минералов, и опыты по
разделению изотопов под влиянием биогеохимических процессов, что и было
подтверждено последующими тщательными исследованиями. Как элемент нечетный
состоит из двух нечетных изотопов 63 и 65 На долю изотопа Cu (63) приходится
69,09%, процентное содержание изотопа Cu (65) - 30,91%. В соединениях медь
проявляет валентность +1 и +2, известны также немногочисленные соединения
трехвалентной меди.
К валентности 1 относятся лишь глубинные соединения, первичные сульфиды и
минерал куприт - Cu2O. Все остальные минералы, около сотни отвечают
валентности два. Радиус одноволентной меди +0.96, этому отвечает и эк - 0,70.
Величина атомного радиуса двухвалентной меди - 1,28; ионного радиуса 0,80.
Очень интересна величена потенциалов ионизации: для одного электрона - 7,69,
для двух - 20,2. Обе цифры очень велики, особенно вторая, показывающая
большую трудность отрыва наружных электронов. Одновалентная медь является
равноквантовой и потому ведет к бесцветным солям и слабо окрашенным
комплексам, тогда как разноквантовя двух валентная медь характеризуется
окрашенностью солей в соединении с водой.
Медь - металл сравнительно мало активный. В сухом воздухе и кислороде при
нормальных условиях медь не окисляется. Она достаточно легко вступает в
реакции с галогенами, серой, селеном. А вот с водородом, углеродом и азотом
медь не взаимодействует даже при высоких температурах. Кислоты, не обладающие
окислительными свойствами, на медь не действуют.
Электроотрицательность атомов - способность при вступлении в соединения
притягивать электроны. Электроотрицательность Cu2+ - 984 кДЖ/моль,
Cu+ - 753 кДж/моль. Элементы с резко различной ЭО образуют ионную
связь, а элементы с близкой ЭО - ковалентую. Сульфиды тяжелых металлов имеют
промежуточную связь, с большей долей ковалентной связи ( ЭО у S-1571, Cu-984,
Pb-733). Медь является амфотерным элементом - образует в земной коре катионы и
анионы.
                                    Минералы.                                    
Медь входит более чем в 198 минералов, из которых для промышленности важны
только 17, преимущественно сульфидов, фосфатов, силикатов, карбонатов,
сульфатов. Главными рудными минералами являются халькопирит CuFeS2,
ковеллин CuS, борнит Cu5FeS4, халькозин Cu2S.
Окислы: тенорит, куприт. Карбонаты: малахит, азурит. Сульфаты: халькантит,
брошантит. Сульфиды: ковеллин, халькозин, халькопирит, борнит.
Чистая медь - тягучии, вязкий металл красного, в изломе розового цвета, в
очень тонких слоях на просвет медь выглядит зеленовато-голубой. Эти же цвета,
характерны и для многих соединений меди, как в твердом состаянии, так и в
растворах.
Понижение окраски при повышении валентности видно из следующих двух примеров:
CuCl - белый, Cu2O - красный, CuCl2+H2O - голубой, CuO - черный
Карбонаты характеризуются синим и зеленым цветом при условии содержания воды,
чем намечается интересный практический признак для поисков.
Практическое значение имеют: самородная медь, сульфиды, сульфосоли и
карбонаты (силикаты).