1 概述
1.1 铜及其化合物的理化性质
1.1.1 铜的物理化学性质
铜是化学元素周期表第四周期IB族元素。原子序数为29,元素符号为Cu,相对原子质量为63.54,电子构型为3d104s1。
金属铜呈玫瑰红色,电解铜的密度为8.194g/cm3,退火铜材为8.93 g/cm3。熔点为1083℃,沸点为2595℃,熔化热为13.01kJ/mol,铜的蒸气压较低,在熔铸温度下为0.15—0.29Pa,蒸发热为304.63KJ/mol,特鲁顿常数Trouton Con-stant)为25.39,原子半径为0.1276Um,离子半径0.096Um。铜的电阻率为1.694UM.CM,热导率为397W/(m.K),电阻温度系数为0.0068,磁化率为-0.068×10—6CM3/g,抗拉强度为23×104kPa,拉伸弹性模量为(10.2~12)×106MPa,莫氏硬度为3。
铜有两种天然同位数,质子数分别为63(占69.48%)和65(占30.52%),还有其他9种(质子数为58—68;除63和65外)同位素,半衰期3.21s-12.701h。
铜有很大的韧性、延展性和柔软性,容易锻造和压成薄片,可以轧成很细的金属丝。
磨光的铜呈红色,其互补色为光线透过很薄的铜片或熔融状态铜时所产生的绿色。
液态铜可进行高真空蒸馏,蒸气主要由气态原子所组成,有少量Cu2分子(含量约为0.1%)。液态铜银合金或铜金合金的蒸气除含Cu2和M2(M-Ag或Au)外,还含少量“混合”双原子分子CuM。对固态铜,Cu2分子的热稳定性较差。
铜在干燥的空气中常温下稳定,加热到185℃时开始氧化,当温度高于350℃时生成CuO,内层为Cu2O1高于1060℃时全部转化为Cu2O,在有CO2的潮湿空气中氧化形成CuCO3.Cu(OH)2;铜能与O、S、卤素直接化合,常温下作用缓慢,但加热时反应较快。铜能溶解于硝酸和王水,加热时可溶解于浓硫酸,在氨水、盐酸、硫酸溶液中含氧时也能溶解,与含硫化氢空气接触时生成铜硫化物。
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