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铜 (Cu)， 化学元素，元素周期表第 11 (Ib)族的一种微红色、极易延展的金属，是一种异常良好的电和热导体。铜在自然界中以游离金属状态存在。这种原生铜首先被新石器时代（新石器时代）人类使用（约公元前 8000年）作为石头的替代品。 冶金术在美索不达米亚开始出现，因为铜在模具中铸造成型（约公元前 4000年），用火和木炭从矿石中还原成金属，并有意与锡合金化青铜（约公元前 3500年）。罗马的铜供应几乎全部来自塞浦路斯。它被称为aes Cyprium，“塞浦路斯的金属”，缩写为cyprium，后来被腐蚀为铜。 出现、用途和性质 原生铜作为玄武岩熔岩中的主要矿物存在于许多地方，也可以从铜化合物（如硫化物、砷化物、氯化物和碳酸盐）中还原。（有关铜的矿物学特性，请参见天然元素表。）铜与多种矿物结合出现，例如辉铜矿、黄铜矿、斑铜矿、赤铜矿、孔雀石和蓝铜矿。它存在于海藻的灰烬中，在许多海珊瑚中，在人类中。 肝脏, 在 许多软体动物和节肢动物中 . 铜在蓝血软体动物和甲壳类动物的血蓝蛋白中起着与铁在红血动物血红蛋白中相同的作用。作为微量元素存在于人体中的铜有助于催化血红蛋白的形成。智利安第斯山脉的斑岩铜矿床是已知最大的铜矿床。到 21 世纪初，智利已成为世界领先的铜生产国。其他主要生产国包括秘鲁、中国和美国。 铜的商业生产主要通过熔炼或浸出，通常随后从硫酸盐溶液中电沉积。有关铜生产的详细处理，请参阅 铜加工。世界上生产的大部分铜用于电气工业；其余大部分与其他金属结合形成合金。（它作为电镀涂层在技术上也很重要。）以铜为主要成分的重要合金系列有黄铜（铜和锌）、青铜（铜和锡）和镍银（铜、锌和镍，没有银）。 有许多有用的铜和镍合金，包括蒙乃尔合金；这两种金属完全混溶。铜还与铝形成一系列重要的合金，称为铝青铜。铍铜（2% Be）是一种不寻常的铜合金，因为它可以通过热处理硬化。铜是许多造币金属的一部分。在青铜时代进入铁器时代很久之后，铜仍然是第二使用的金属，并且对铁很重要。然而，到了 1960 年代，更便宜、更丰富的铝在世界产量中已跃居第二位。 铜是最重要的一种韧性金属，不是特别坚固或坚硬。冷加工可显着提高强度和硬度，因为形成了与较软的退火铜中存在的相同面心立方结构的细长 晶体。氧气、氮气、二氧化碳和二氧化硫等常见气体可溶于熔融铜中，对凝固金属的机械和电气性能有很大影响。纯金属的导热性和导电性仅次于银。天然铜是两种稳定同位素的混合物：铜63（69.15%）和铜65（30.85%）。 由于铜在电动系列中位于氢之下，因此它不溶于酸并放出氢，但它会与氧化性酸（如硝酸和热浓硫酸）发生反应。铜抵抗大气和海水的作用。然而，长时间暴露在空气中会导致形成一层薄的绿色保护涂层（铜绿），该涂层是羟基碳酸盐、羟基硫酸盐和少量其他化合物的混合物。 铜是一种中等贵金属，在没有空气的情况下不受非氧化性或非络合稀酸的影响。然而，在有氧的情况下，它很容易溶于硝酸和硫酸中。由于溶解时形成非常稳定的氰基配合物，它在有氧的情况下也可溶于氨水或氰化钾中。该金属在赤热下会与氧气反应生成氧化铜 CuO，在较高温度下会生成氧化亚铜 Cu 2 O。它在加热时与硫反应生成硫化亚铜 Cu 2 S。 主要化合物 尽管在特殊情况下可以制备一些三价铜化合物，但铜在其正常化学中形成氧化态 +1 和 +2 的化合物。已经表明，三价铜在水溶液中的存活时间不超过几秒钟。 铜 (I)（亚铜）化合物都是抗磁性的，除了少数例外，都是无色的。铜 (I) 的重要工业化合物包括氧化亚铜(Cu 2 O)、氯化亚铜 (Cu 2 Cl 2 ) 和硫化亚铜 (Cu 2 S)。氧化亚铜是一种红色或红棕色晶体或粉末，在自然界中以矿物赤铜矿的形式出现。它是通过用铜金属还原混合氧化铜矿石或使用铜电极电解氯化钠水溶液来大规模生产的。纯化合物不溶于水，但溶于盐酸或氨水。氧化亚铜主要用作红色用于防污漆、玻璃、瓷釉和陶瓷的颜料，并用作种子或农作物的杀菌剂。 氯化亚铜是一种呈白色至浅灰色的固体，以矿物南托石的形式出现。它通常通过用金属铜还原氯化铜（II）来制备。纯化合物在干燥空气中稳定。潮湿的空气将其转化为绿色的含氧化合物，并在暴露于光线后转化为氯化铜 (II)。不溶于水，但溶于浓盐酸或氨水中，因形成络合离子。氯化亚铜在许多有机反应中用作催化剂，特别是从乙炔和氰化氢合成丙烯腈; 用作石油产品的脱色、脱硫剂；作为纤维素的脱硝剂；并作为肥皂、脂肪和油类的缩合剂。 硫化亚铜以黑色粉末或块状形式出现，被发现为矿物辉铜矿。大量的化合物是通过在氢气流中加热硫化铜 (CuS) 获得的。硫化亚铜不溶于水，但溶于氢氧化铵和硝酸。其应用包括用于太阳能电池、发光涂料、电极和某些种类的固体润滑剂。 具有商业价值的铜 (II) 化合物包括氧化铜(CuO)、氯化铜 (CuCl 2 ) 和硫酸铜 (CuSO 4 )。氧化铜是一种黑色粉末，以矿物tenorite和paramelaconite 的形式出现。通过在低于 1,030 °C (1,900 °F) 的温度下在熔炉中焙烧混合氧化铜矿石来生产大量铜。纯化合物可溶于酸和碱金属氰化物。氧化铜用作玻璃、瓷釉和人造宝石的颜料（蓝色到绿色） 。也用作石油气的脱硫剂和氧化 催化剂。 氯化铜是一种淡黄色至棕色粉末，很容易从空气中吸收水分并变成蓝绿色的水合物CuCl 2 ?2H 2 O。水合物通常通过将氯气和水通入装有金属铜的接触塔中来制备。通过将水合物加热到 100 °C (212 °F) 获得无水盐。与氯化亚铜一样，氯化铜在许多有机反应中用作催化剂，例如在烃类的氯化中。此外，它还用作木材防腐剂、织物染色和印花中的媒染剂（固定剂）、消毒剂、饲料添加剂以及玻璃和陶瓷的颜料。 硫酸铜是用硫酸处理氧化铜形成的盐。它形成含有五个水分子(CuSO 4 ?5H 2 O) 的大而明亮的蓝色晶体，在商业上称为蓝色硫酸盐。无水盐是通过将水合物加热到 150 °C (300 °F) 来生产的。硫酸铜主要用于农业用途，用作杀虫剂、杀菌剂、饲料添加剂和土壤添加剂。其次要用途包括作为制备其他铜化合物的原料、分析化学中的试剂、电池和电镀的电解质浴，并在医学上作为局部应用的杀菌剂、杀菌剂和收敛剂。 其他重要的铜 (II) 化合物包括碳酸铜，即Cu 2 (OH) 2 CO 3，是在硫酸铜溶液中加入碳酸钠，然后过滤干燥所得产物。它用作着色剂。与砷形成乙酰亚砷铜铜（俗称巴黎绿），一种木材防腐剂和杀虫剂。 |
