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).