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).


РЕФЕРАТЫ