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).
