銅的性質(zhì)及用途
日期:2021-09-27 10:12:24
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一、銅的電子結(jié)構(gòu)和價態(tài)
銅的原子序數(shù)是29,屬周期表中IB族。其電子層排列為[Ar]3d104s1,好像相似于鉀的[Ar]4s1。但由于d電子的屏蔽效果遠弱于p電子,因此,銅的榜首電離勢7.726Ev,而第二、三電離勢反又比鉀低約10eV。這既顯現(xiàn)銅是一個不十分生動的金屬,在金屬活動次序中處于賤金屬與貴金屬之間,又標明其可能有多種價態(tài)。
銅常見的習化態(tài)為+2和+1。Cu(Ⅱ)為較安穩(wěn)的價態(tài)。在十分強氧化條件下才干生成Cu(Ⅲ)的化合物,如CuF3。
二、銅的化合物和配位化合物
銅的化合物有數(shù)百種之多,其間最具工業(yè)使用價值的是硫酸銅、氧化銅以及氯化亞銅、氧化亞銅等。Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)都生成許多安穩(wěn)的配位化合物,其間Cu(Ⅱ)的合作物、Cu(Ⅰ)的氯合作物在濕法冶金上都有重要意義。
Cu(Ⅱ)配位數(shù)為4時一般是平面正方形配位,配位數(shù)為6時是畸變的八面體型構(gòu)型。Cu(Ⅰ)生成的合作物多為直線形。一起含有氮和氧給體的螯合配體如水楊酸肟、偶氮姻、8-羥基及其替代物與Cu2+構(gòu)成多種安穩(wěn)的螯合物,一般也具有平面四方形的結(jié)構(gòu),正是在這些配體的根底上開展了許多商業(yè)銅萃取劑。平面四方形的結(jié)構(gòu)特征構(gòu)成了銅的別離化學根底。
三、銅的生物功用和衛(wèi)生標準
有許多生物體中有含銅蛋白酶,有些腹足類、頭足類和甲殼類動物血漿中運送氧的便是銅藍蛋白。人血清中血漿銅藍蛋白含8個銅原子,具有催化Fe2+氧化的功用。一個人每日需攝入2.5~5mg銅,體內(nèi)有100~200mg銅,大多在肌肉中。
銅鹽對低等生物有很強的毒性,地面水限制含銅量0.1mg/L,工業(yè)廢水排放含銅量應小于1mg/L。WHO主張飲用水答應含銅0.05~1.5mg/L。美國規(guī)則作業(yè)場所(時刻加權(quán)均勻)閾值為:粉塵1mg/m3,煙塵0.2mg/m3。
四、銅的物理性質(zhì)
銅的晶體為面心立方晶格,密度為8.96t/m3,熱導率為394W/(m·K),20℃時電阻率為1.6730μΩ/cm,電阻率在1~100℃的溫度系數(shù)為0.00681,熔點是1083℃,熔化潛熱為212kJ/kg,20℃時比熱容為384J/(kg·℃),沸點是2595℃,線膨脹系數(shù)為16.5×10-6℃-1,抗拉強度23×104kPa,彈性模量系數(shù)(10.2~12)×104MPa,剛性模量系數(shù)44000MPa。
五、銅的標準和用處
我國電解銅履行世界GB466-82。世界上常常選用倫敦金屬交易市場(LME)A級標準,我國高純陰極銅的標準與此相似。
純銅用于電線、電器。銅構(gòu)成多種具有首要工業(yè)價值的合金。銅與鋅的合金稱作黃銅,銅與錫的合金為青銅,用于軸承、開關(guān)、換熱器等。銅與鋁的合金稱作鋁青銅,銅與鈹合金稱作鈹青銅均具有杰出的力學性能,用于機械和外表零件制作。銅鎳生成白色合金,抗腐蝕性強,用于閥門、泵、裝修等。銅及其合金首要使用于電力、機械、交通、建筑、電子、外表等職業(yè)。