Купрум химия: строение атома, получение, физические и химические свойства — урок. Химия, 11 класс.

Подготовка к ЦТ и ЕГЭ по химии

3
Мар

Posted on 3 марта, 201731 октября, 2016Author admin
0

Чтобы поделиться, нажимайте

Медь расположена в IB группе Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. В четвертом периоде медь является предпоследним d-элементом, её валентные электроны 3d⁹4s², однако вследствие устойчивости d¹⁰-состояния энергетическим более выгодным оказывается переход одного d-электрона на 4s-подуровень, поэтому валентные электроны меди имеют следующую конфигурацию: 3d¹⁰4s¹. В соединениях для меди характерная степень окисления +2, возможно проявление степеней окисления +1 и +3.

Физические свойства меди

Медь – пластичный, розовато-красный металл с металлическим блеском. Обладает высокой тепло- и электропроводностью, по значению электропроводности уступает только серебру. Температура плавления 1083°С, температура кипения 2567°С, плотность 8,92 г/см³.

На воздухе медь покрывается плотной зелено-серой пленкой основного карбоната, которая защищает её от дальнейшего окисления.

Химические свойства меди

С кислородом в зависимости от температуры взаимодействия медь образует два оксида:
2Cu + O₂ = 2CuO (черный цвет)

При температуре около 150 ^оС металл покрывается темно-красной пленкой оксида меди (I):
4Cu + O₂ = 2Cu₂O

При нагревании с фтором, хлором, бромом образуются галогениды меди (II):
Cu + Br₂ = CuBr₂;

с йодом – образуется йодид меди (I):
2Cu + I₂ = 2CuI.

Cu + S = CuS
4Cu   + SO₂= Cu₂S + 2CuO
4Cu + 2NO₂  = 4CuO   + N₂

Взаимодействие с кислотами

В электрохимическом ряду напряжений металлов медь расположена после водорода, поэтому она не взаимодействует с растворами разбавленной соляной и серной кислот и щелочей.

Растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата меди (II) и оксида азота (II):

3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O.

Реагирует с концентрированными растворами серной и азотной кислот с образованием солей меди (II) и продуктов восстановления кислот:

Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O;

Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

С концентрированной горячей соляной кислотой:

Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди — пирометаллургия, гидрометаллургия и электролиз.

Пирометаллургический метод

Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, например, халькопирита CuFeS₂. Халькопиритное сырье содержит 0,5-2,0 % Cu. После флотационного обогащения исходной руды концентрат подвергают окислительному обжигу при температуре 1400°:

Затем обожженный концентрат подвергают плавке на штейн. В расплав для связывания оксида железа добавляют кремнезём:

Образующийся силикат в виде шлака всплывает и его отделяют. Оставшийся на дне штейн — сплав сульфидов FeS и Cu₂S — подвергают бессемеровской плавке. Для этого расплавленный штейн переливают в конвертер, в который продувают кислород. При этом оставшийся сульфид железа окисляется до оксида и с помощью кремнезема выводится из процесса в виде силиката. Сульфид меди частично окисляется до оксида и затем восстанавливается до металлической меди:

Получаемая черновая медь содержит 90,95 % металла и подвергается дальнейшей электролитической очистке с использованием в качестве электролита подкисленного раствора медного купороса. Образующаяся на катоде электролитическая медь имеет высокую чистоту до 99,99 % и используется для изготовления проводов, электротехнического оборудования, а также сплавов.

Гидрометаллургический метод

Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе аммиака; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом:

Электролизный метод

Электролиз раствора сульфата меди:

Химия.

Цвета некоторых неорганических соединений.

Для успешного выполнения заданий ЕГЭ требуется помнить внешний вид и цвета соединений. Проще всего их запомнить, один раз увидев. Ниже приводятся фотографии наиболее «популярных» соединений. В подписях под картинками указаны те цвета, которыми в ЕГЭ чаще всего обозначают эти вещества.

Если вам понравился наш материал — записывайтесь на курсы подготовки к ЕГЭ по химии онлайн

Спасибо за то, что пользуйтесь нашими статьями.
Информация на странице «Цвета некоторых неорганических соединений.» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать нужные и поступить в ВУЗ или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из разделов нашего сайта.

Публикация обновлена:
08.05.2023

Расчет на медь | Природа Химия

Расчет на медь

Скачать PDF

Ваша статья скачана

Слайдер с тремя статьями на слайде. Используйте кнопки «Назад» и «Далее» для перемещения по слайдам или кнопки контроллера слайдов в конце для перемещения по каждому слайду.

Скачать PDF

• Опубликовано: 22 марта 2012 г.

• Тибериу Г. Мога ¹  

Химия природы
том 4 , страница 334 (2012)Процитировать эту статью

• 6027 доступов

• 8 цитирований

• 28 Альтметрический

• Сведения о показателях

Предметы

• Неорганическая химия

Медь, обычно встречающаяся в повседневной жизни, на первый взгляд может показаться немного неинтересной. Tiberiu G. Moga рассказывает, как наука, тем не менее, не пренебрегла своим обещанием.

Предыстория © GETTY IMAGES

В конце финского эпоса Калевала герой Вяйнямёйнен отправляется в небеса, покидая царство смертных на медной лодке. Современные инженеры, кажется, приняли это близко к сердцу: корпуса кораблей облицованы материалами на основе меди, которые подавляют рост бактерий, ракушек и других нежелательных пассажиров. Сосуд Вяйнямёйнена — лишь один из примеров того, как красновато-коричневый блеск меди на протяжении всей истории стимулировал человеческое воображение.

Древним римлянам медь была известна как cuprum в связи с островом Кипр, где добывалась большая часть меди. В настоящее время слово «медь» обычно вызывает в воображении видения копеек, электропроводки или, возможно, Статуи Свободы, которая обязана своим зеленым цветом карбонату меди (II). Но, несмотря на свое, казалось бы, ничем не примечательное присутствие в повседневной жизни, медь постоянно играет активную роль в науке благодаря своим жизненно важным биологическим функциям и разнообразным химическим свойствам. Универсальность меди во многом обусловлена ​​ее способностью осуществлять три различных химических процесса: катализ кислотой Льюиса, процессы с переносом одного электрона и реакции с переносом двух электронов.

При кислотном катализе Льюиса ионы Cu ⁺ или Cu ²⁺ объединяют разные молекулы и облегчают химическую реакцию между ними. Известным примером является катализируемое медью циклоприсоединение азид-алкин, известное как клик-химия. В этой реакции один из исходных материалов помечен азидным фрагментом, тогда как другой несет алкиновую группу; два из них сначала координируются с медью, затем ковалентно связываются друг с другом с образованием триазольного кольца ¹ . Ни один переходный металл не является столь же эффективным катализатором, как медь, для этой стадии. Благодаря своей надежности и высокой селективности эта клик-реакция широко используется от полного синтеза природных продуктов и их производных до получения и модификации полимеров.

Другим примером катализа кислоты Льюиса, опосредованного ионами меди, является синтез циклических пептидов — класса соединений с многочисленными биологическими приложениями. Например, циклоспорин А и грамицидин S являются антибиотиками; октреотид и кальцитонин действуют на эндокринную систему; а эптифибатид помогает предотвратить образование тромбов и инсульты. Благодаря своему положительному заряду Cu ²⁺ (наряду с другими ионами) способен связываться с электронными парами атомов кислорода, азота и серы линейных предшественников пептидов, тем самым изгибая их в изогнутые формы, которые легче образуют замкнутые кольцевые структуры ² .

Механически более сложные, чем кислотный катализ Льюиса, процессы переноса одного электрона, осуществляемые медью — чередующиеся между ее формами Cu ⁺ и Cu ²⁺ — незаменимы в биологии. В клеточном дыхании, при котором организм извлекает энергию из глюкозы, участвуют медьсодержащие ферменты митохондриальной мембраны. Эти ферменты окисляют глюкозу и восстанавливают кислород посредством ступенчатого одноэлектронного переноса, также образуя в процессе воду.

Другие ферменты, которые осуществляют медь-опосредованный одноэлектронный перенос, включают несколько менее известные, но также важные супероксиддисмутазу и тирозиназу ³ . Супероксиддисмутаза на основе меди и цинка защищает клетки от активных форм кислорода, превращая их в менее токсичную молекулу перекиси водорода, которая впоследствии сама превращается в кислород и воду. Медьсодержащая тирозиназа превращает тирозин в L-дофа, предшественник гормона адреналина, который опосредует реакцию «бей или беги» при остром стрессе. L-допа также используется для лечения болезни Паркинсона; он метаболизируется до дофамина, который обеспечивает связь между нервными клетками головного мозга.

Последним типом обычного медного катализа являются реакции переноса двух электронов, также называемые реакциями сочетания, которые происходят в три этапа: окислительное присоединение, трансметаллирование и восстановительное отщепление. Сначала Cu(0) разрывает связь углерод-галоген с образованием связи углерод-медь и медь-галоген, при этом окисляясь до Cu ²⁺ . Затем ион галогенида вытесняется из центра металлической меди нуклеофилом или другой входящей группой. Наконец, связи углерод-медь и медь-нуклеофил расщепляются с образованием связи углерод-нуклеофил, и катализатор Cu(0) регенерируется ⁴ .

Реакции сочетания были впервые популяризированы с использованием палладиевых катализаторов и принесли Хеку, Негиши и Сузуки Нобелевскую премию по химии 2010 года. Эти реакции в настоящее время находят широкое применение в синтезе лекарств и, скорее всего, будут продолжать привлекать внимание. В качестве катализатора медь дает хорошие выходы в мягких условиях реакции и относительно устойчива к ядам, которые могут разрушить другие катализаторы, что делает ее желательной альтернативой палладию.

От синтеза фармацевтических препаратов до проектирования новых структур в нанотехнологиях ⁵ , медь постоянно заново открывается в качестве катализатора и универсального строительного блока. Эта тенденция не собирается ослабевать, что, возможно, свидетельствует о том, что использование меди может быть ограничено только чьей-то фантазией.

Это эссе было выбрано победителем нашего конкурса писателей, см.
http://go.nature.com/oi187X

Ссылки

1. Adzima, B.J. et al. Природа Хим. 3 , 256–259 (2011).

   Артикул
   КАС

   Google Scholar

2. White, C.J. & Yudin, A.K. Nature Chem. 3 , 509–524 (2011).

   Артикул
   КАС

   Google Scholar

3. Липпард, С.Дж. и Берг, Дж.М. Принципы бионеорганической химии (Университетские научные книги, 1994).

   Google Scholar

4. Кар, А. и др. Орг. лат. 9 , 3405–3408 (2009 г.).

   Артикул

   Google Scholar

5. Амелут, Р. и др. Природа Хим. 3 , 382–387 (2011).

   Артикул
   КАС

   Google Scholar

Ссылки на скачивание

Информация об авторе

Авторы и организации

1. Тибериу Г. Мога является студентом медицинского факультета Университета Торонто, здание медицинских наук, 1 King’s College Circle, Торонто, Онтарио, Канада M5S 1A8,

   Тибериу Г. Мога

Авторы

1. Тибериу Г. Мога

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

Автор, ответственный за корреспонденцию

Тибериу Г. Мога.

Права и разрешения

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Эта статья цитируется

• Фотосинтезированные нанопояса из фенилацетилида меди с преимущественным фотокаталитически активным экспонированием фасетки

  • Синлун Се
  • Ю Цю
  • Цзиньцзюнь Лу

  Корейский журнал химической инженерии (2018)

Cuprum химический символ Таблица Менделеева наука Векторное изображение

Cuprum химический символ Таблица Менделеева наука Векторное изображение

org/BreadcrumbList»>

1. лицензионные векторы

2. Купрум Векторы

ЛицензияПодробнее

Стандарт
Вы можете использовать вектор в личных и коммерческих целях.

Расширенный
Вы можете использовать вектор на предметах для перепродажи и печати по требованию.

Тип лицензии определяет, как вы можете использовать этот образ.

Владение
Узнать больше

Эксклюзивный
Если вы хотите купить исключительно этот вектор, отправьте художнику запрос ниже:

Хотите, чтобы это векторное изображение было только у вас? Эксклюзивный выкуп обеспечивает все права этого вектора.

Мы удалим этот вектор из нашей библиотеки, а художник прекратит продажу работ.

Способы покупкиСравнить

Плата за изображение
$ 14,99

Кредиты
$ 1,00

Подписка
$ 0,69

Оплатить стандартные лицензии можно тремя способами. Цены $ $ .

Способы покупкиСравнить

Плата за изображение
$ 39,99

Кредиты
$ 30,00

Существует два способа оплаты расширенных лицензий.