Proprietăți și utilizări legate de cupru

Structura electronică și valența cuprului

Numărul atomic de cupru este 29, aparținând familiei IB din tabelul periodic. Stratul electronic este aranjat ca [AR] 3D104S1, care pare a fi similar cu potasiul [AR] 4S1. Cu toate acestea, întrucât efectul de ecranare a electronilor D este mult mai slab decât cel al electronilor P, primul potențial de ionizare a cuprului este 7.726EV, iar al doilea și al treilea potențial de ionizare sunt cu aproximativ 10EV mai mici decât potasiul. Acest lucru arată că cuprul este un metal care nu este foarte viu. Este între metalul de bază și metalul prețios în secvența de activitate a metalelor și indică faptul că poate avea mai multe stări de valență.

Obiceiurile comune ale cuprului sunt 2 și 1. Cu (II) este o stare de valență relativ stabilă. Un compus de Cu (III), cum ar fi cuf3, este format în condiții de oxidare foarte puternice.

Compuși de cupru și compuși de coordonare

Există sute de compuși de cupru, printre care cea mai mare valoare de utilizare industrială este sulfatul de cupru, oxidul de cupru, clorura cuproasă, oxidul cupros și altele asemenea. Atât Cu (II), cât și Cu (I) formează mulți compuși de coordonare stabile, în care cloruirea Cu (II) și Cu (I) sunt importante în hidrometalurgie.

Când CU (II) are un număr de coordonare de 4, este, în general, o coordonare a pătratelor plane, iar atunci când numărul de coordonare este 6, este o configurație octaedrică distorsionată. Complexele formate din Cu (I) sunt în mare parte liniare. Un ligand de chelare care conține un donator de azot și oxigen, cum ar fi salicilatul de bariu, azoina, 8-hidroxilul și înlocuitorii săi și Cu2 constituie o multitudine de compuși chelat stabili și, în general, au o structură pătrată plană. Multe extracte comerciale de cupru au fost dezvoltate pe baza acestor liganzi. Structura pătrată plană constituie baza chimică separată a cuprului.

Standarde de bio-utilizare de cupru și igienă

Există multe organisme care conțin protecție de cupru, iar unele dintre gastropode din gastropode ale gastropodilor, cefalopodilor și crustaceelor sunt ceruloplasmină. Ceruloplasmina plasmatică conține 8 atomi de cupru în serul uman și are funcția de a cataliza oxidarea Fe2. O persoană trebuie să consume 2,5 până la 5 mg de cupru pe zi și 100 până la 200 mg de cupru în corp, mai ales în mușchi.

Sărurile de cupru sunt foarte toxice pentru organismele mai mici. Apa de suprafață limitează conținutul de cupru la 0,1 mg/L, iar conținutul de cupru de descărcare a apelor uzate industriale ar trebui să fie mai mic de 1 mg/L. OMS susține apa potabilă cu un conținut de cupru de 0,05 până la 1,5 mg/L. Pragul de muncă obișnuit din SUA (uniformitate ponderată în timp) este: praf 1mg/m3, funingine 0,2mg/m3.

Proprietățile fizice ale cuprului

Cristalul de cupru este o rețea cubică centrată pe față, cu o densitate de 8,96T/m3, conductivitate termică de 394W/(M · K), o rezistivitate de 1,6730μω/cm la 20 ° C și un coeficient de temperatură de rezistență de 1-100 ° C. Este 0,00681, punctul de topire este de 1083 ° C, căldura latentă a fuziunii este de 212 kJ / kg, capacitatea de căldură specifică la 20 ° C este de 384 J / (kg · ° C), punctul de fierbere este de 2595 ° C, coeficientul de expansiune liniară este 16,5 × 10 -6 ° C -1, puterea tensilă 23 × 104 kpa, modulus de Elesticy (10,2 până la 12) × 104 MPa și modul de rigiditate 44.000 MPa.

Standarde și utilizări de cupru

Cuprul electrolitic din China îndeplinește lumea GB466-82. Clasa A la London Metal Trading Market (LME) este adesea folosită în lume, iar standardul pentru cupru catod de înaltă puritate în China este similar.

Cuprul pur este utilizat pentru fire și aparate. Cuprul constituie o varietate de aliaje cu valoare industrială primară. Aliajul de cupru și zinc se numește alamă, iar aliajul de cupru și staniu este bronz, care este folosit pentru rulmenți, comutatoare, schimbătoare de căldură și altele asemenea. Aliajul de cupru și aluminiu se numește bronz din aluminiu, iar aliajele de cupru și bismut sunt numite bronz de beriliu. Au proprietăți mecanice excelente și sunt utilizate pentru piese mecanice și exterioare. Cuprul și nichelul formează un aliaj alb, care este foarte rezistent la coroziune și este utilizat în valve, pompe și decorare. Cuprul și aliajele sale sunt utilizate în principal în energie electrică, utilaje, transport, construcții, electronice și exterioare.