Физические и химические свойства
Периодическая система / Медь / Физические и химические свойства
Страница 1

Цвет меди красный, в изломе розовый, при просвечивании в тонких слоях зеленовато-голубой. Металл имеет гранецентрированную кубическую решётку с параметром а = 3,6074 ; плотность 8,96 г/см3 (20 °C). Атомный радиус 1,28; ионные радиусы Cu+ 0,98; Cu2+ 0,80; tпл. 1083 °C; tкип. 2600 °C; удельная теплоёмкость (при 20 °C) 385,48 дж/(кг·К), то есть 0,092 кал/(г·°C). Наиболее важные и широко используемые свойства меди: высокая теплопроводность - при 20 °C 394,279 вт/(м·К), то есть 0,941 кал/(см·сек·°C); малое электрическое сопротивление - при 20 °C 1,68·10-8 ом·м. Термический коэффициент линейного расширения 17,0·10-6. Давление паров над медью ничтожно, давление 133,322 н/м2 (то есть 1 мм рт. ст.) достигается лишь при 1628 °C. Медь диамагнитна; атомная магнитная восприимчивость 5,27·10-6. Твёрдость меди по Бринеллю 350 Мн/м2 (то есть 35 кгс/мм2); предел прочности при растяжении 220 Мн/м2 (то есть 22 кгс/мм2); относительное удлинение 60 %, модуль упругости 132·103 Мн/м2 (то есть 13,2·103 кгс/мм2). Путём наклёпа предел прочности может быть повышен до 400-450 Мн/м2, при этом удлинение уменьшается до 2 %, а электропроводность уменьшается на 1-3 %. Отжиг наклёпанной меди следует проводить при 600-700 °C. Небольшие примеси Bi (тысячные доли % ) и Pb (сотые доли % ) делают медь красноломкой, а примесь S вызывает хрупкость на холоде.

По химическим свойствам медь занимает промежуточное положение между элементами первой триады VIII группы и щелочными элементами I группы системы Менделеева Cu, как и Fe, Со, Ni, склонна к комплексообразованию, даёт окрашенные соединения, нерастворимые сульфиды и т. д. Сходство с щелочными металлами незначительно. Так, медь образует ряд одновалентных соединений, однако для неё более характерно 2-валентное состояние. Соли одновалентной меди в воде практически нерастворимы и легко окисляются до соединений 2-валентной меди; соли 2-валентной меди, напротив, хорошо растворимы в воде и в разбавленных растворах полностью диссоциированы. Гидратированные ионы Cu2+ окрашены в голубой цвет. Известны также соединения, в которых медь 3-валентна. Так, действием перекиси натрия на раствор куприта натрия Na2CuO2 получен окисел Cu2O3 - красный порошок, начинающий отдавать кислород уже при 100 °C. Cu2O3 - сильный окислитель (например, выделяет хлор из соляной кислоты).

Химическая активность меди невелика. Компактный металл при температурах ниже 185 °C с сухим воздухом и кислородом не взаимодействует. В присутствии влаги и CO2 на поверхности медь образуется зелёная плёнка основного карбоната. При нагревании медь на воздухе идёт поверхностное окисление; ниже 375 °C образуется CuO, а в интервале 375-1100 °C при неполном окислении медь - двухслойная окалина, в поверхностном слое которой находится CuO, а во внутреннем - Cu2O. Влажный хлор взаимодействует с медью уже при обычной температуре, образуя хлорид CuCl2, хорошо растворимый в воде. Медь легко соединяется и с другими галогенами. Особое сродство проявляет медь к сере и селену; так, она горит в парах серы. С водородом, азотом и углеродом медь не реагирует даже при высоких температурах. Растворимость водорода в твёрдой меди незначительна и при 400 °C составляет 0,06 мг в 100 г меди Водород и другие горючие газы (CO, CH4), действуя при высокой температуре на слитки меди, содержащие Cu2O, восстановляют её до металла с образованием CO2 и водяного пара. Эти продукты, будучи нерастворимыми в меди, выделяются из неё, вызывая появление трещин, что резко ухудшает механические свойства меди.

При пропускании NH3 над раскалённой медью образуется Cu3N. Уже при температуре каления медь подвергается воздействию окислов азота, а именно NO, N2O (с образованием Cu2O) и NO2 (с образованием CuO). Карбиды Cu2C2 и CuC2 могут быть получены действием ацетилена на аммиачные растворы солей меди. Нормальный электродный потенциал меди для реакции Cu2+ + 2e ? Сu равен +0,337 в, а для реакции Cu+ + е ? Сu равен +0,52 в. Поэтому медь вытесняется из своих солей более электроотрицательными элементами (в промышленности используется железо) и не растворяется в кислотах-неокислителях. В азотной кислоте медь растворяется с образованием Cu(NO3)2 и окислов азота, в горячей концентрации H2SO4 - с образованием CuSO4 и SO2, в нагретой разбавленной H2SO4 - при продувании через раствор воздуха. Все соли меди ядовиты.

Страницы: 1 2

Смотрите также

Углерод и его основные неорганические соединения
Углерод (лат. Carboneum) С – химический элемент IV группы периодической системы Менделеева: атомный номер 6, атомная масса 12,011(1). Рассмотрим строение атома углерода. На наружном энергети ...

Модификация полиэлектролитов наночастицами
Процессы коагуляции и флокуляции применяются для выделения взвешенных твердых частиц из воды, если скорость их естественного осаждения слишком мала, чтобы обеспечить эффективное осветление ...

Сера (Sulfur) S
 Сера известна человеку со времен глубокой древности. Легендарный древнегреческий поэт Гомер, живший между XII и VIII вв. до нашей эры, автор эпических поэм "Иллиада" и "Одиссея&qu ...