Miedź

Miedź
nikiel ← miedź → cynk
Wygląd
czerwonobrunatny
Miedź
Widmo emisyjne miedzi
Widmo emisyjne miedzi
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.miedź, Cu, 29
(łac. cuprum)
Grupa, okres, blok11, 4, d
Stopień utlenieniaI, II, III, IV
Właściwości metalicznemetal przejściowy
Właściwości tlenkówśrednio zasadowe
Masa atomowa63,546(3) u[2][a]
Stan skupieniastały
Gęstość8920 kg/m³
Temperatura topnienia1084,45 °C
Temperatura wrzenia2567 °C
Numer CAS7440-50-8
PubChem23978[3]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Miedź (Cu, łac. cuprum) – pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych układu okresowego. Nazwa miedzi po łacinie (a za nią także w wielu innych językach, w tym angielskim) pochodzi od Cypru, gdzie w starożytności wydobywano ten metal. Początkowo nazywano go metalem cypryjskim (łac. cyprum aes), a następnie cuprum. Ma 26 izotopów z przedziału mas 55-80. Trwałe są dwa: 63 i 65.

Właściwości

Fizyczne

Miedziany krążek o czystości ≥99,95% otrzymany metodą ciągłego odlewu i wytrawiony powierzchniowo dla uwidocznienia struktury wewnętrznej

Miedź ma gęstość 8,96 g/cm³ i temperaturę topnienia 1084,45 °C. Po wytopie i oczyszczeniu jest miękkim metalem o bardzo dobrym przewodnictwie cieplnym i elektrycznym. Miedź, wraz ze srebrem i złotem, leżą w 11 grupie układu okresowego oraz mają wspólne pewne właściwości: mają jeden elektron na orbitalu s powłoki walencyjnej ponad zapełnioną powłoką elektronową d oraz odznaczają się wysoką plastycznością i przewodnictwem elektrycznym. Wypełnione powłoki d w tych pierwiastkach nie wnoszą zbyt dużego wkładu w oddziaływania międzyatomowe, które w wiązaniach metalicznych są zdominowane przez elektrony powłok s. W przeciwieństwie do metali z niepełnymi powłokami d, wiązanie metaliczne w miedzi nie ma charakteru kowalencyjnego i jest względnie słabe. Wyjaśnia to niską twardość i wysoką plastyczność pojedynczych kryształów miedzi[4]. Miedź można przerabiać plastycznie na zimno i na gorąco, ale w przypadku przeróbki na zimno następuje utwardzenie metalu (w wyniku zgniotu), które usuwa się przez wyżarzenie rekrystalizujące (w temp. 400-600 °C). Przeróbkę plastyczną na gorąco przeprowadza się w temp. 650-800 °C. W skali makroskopowej, wytworzenie podłużnych wad sieci krystalicznej, jak granice pomiędzy ziarnami czy zaburzenia przepływu pod przyłożoną siłą, zwiększa twardość miedzi. Z tego powodu miedź dostępna w handlu występuje w drobnoziarnistej polikrystalicznej formie, która ma większą odporność mechaniczną niż forma monokrystaliczna[5].

Niska twardość miedzi częściowo tłumaczy jej wysoką przewodność elektryczną (59,6×106 S/m) i wysoką przewodność cieplną, które są drugie pod względem wielkości wśród czystych metali w temperaturze pokojowej[6]. Jest to spowodowane tym, że oporność w przenoszeniu elektronów w metalach pochodzi głównie od rozpraszania elektronów na wibracjach cieplnych sieci krystalicznej, które w metalach miękkich są stosunkowo słabe[5]. Maksymalna dopuszczalna gęstość prądu dla miedzi w powietrzu wynosi w przybliżeniu 3,1×106 A/m² pola przekroju poprzecznego, powyżej tej wartości zaczyna się nadmiernie nagrzewać[7]. Tak jak w przypadku innych metali, jeśli miedź jest w kontakcie z innymi metalami, zachodzi korozja galwaniczna[8]. Wraz z osmem (niebieskawy), cezem (żółty) i złotem (żółty), miedź jest jednym z czterech metali, których naturalny kolor jest inny niż szary lub srebrny. Czysta miedź jest pomarańczowoczerwona, na powietrzu ciemnieje wskutek utleniania. Charakterystyczny kolor miedzi pochodzi od przejść elektronów pomiędzy wypełnionymi powłokami 3d a półpustymi 4s – różnice energetyczne pomiędzy tymi powłokami odpowiadają energii światła pomarańczowego. Ten sam mechanizm jest odpowiedzialny za żółty kolor złota[4].

Chemiczne

Starożytna sztabka miedzi pokryta patyną (Kreta)

Czysta miedź zawiera 0,01-1,0% zanieczyszczeń, zależnie od rodzaju wytwarzania, przetwarzania i oczyszczania. Za zanieczyszczenia uważa się takie pierwiastki jak: Bi, Pb, Sb, As, Fe, Ni, Sn, Zn oraz S. Jest dość odporna chemicznie, zalicza się do metali półszlachetnych. Nie ulega działaniu kwasów w warunkach nieutleniających, natomiast w warunkach utleniających roztwarza się bez wydzielania wodoru[9]:

3Cu + 8HNO3 (rozcieńczony) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Cu + 4HNO3 (stężony) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

Miedź tworzy dużą różnorodność związków na I i II stopniu utlenienia (według dawnej nomenklatury nazywane odpowiednio miedziawymi lub miedziowymi)[10], znane są też nieliczne związki na stopniu utlenienia +III[9]. Nie reaguje z wodą, ale na powietrzu pokrywa się cienką warstwą CuO, w wyniku czego ciemnieje i przybiera barwę określaną jako czerwona[11] lub czerwonobrązowa[12]. W przeciwieństwie do utleniania żelaza w wilgotnym powietrzu, utworzona warstwa tlenkowa zapobiega dalszej korozji głębszych warstw. Zielona warstwa patyny (węglan hydroksomiedzi(II)) może być zauważona na starych konstrukcjach miedzianych, takich jak dachy kryte miedzią (często dachy starszych kościołów), czy np. na Statui Wolności, będącej największym na świecie pomnikiem stworzonym z udziałem techniki repusowania. Siarkowodór i siarczki reagują z miedzią tworząc na powierzchni różne siarczki miedzi. Miedź może również ulec korozji jeśli narażona jest na kontakt z powietrzem zawierającym związki siarki[13]. Amoniakalne roztwory zawierające tlen dają rozpuszczalne w wodzie kompleksy miedzi, podobnie jak tlen i kwas solny tworząc chlorki miedzi i zakwaszony nadtlenek wodoru tworząc sole miedzi(II). Chlorek miedzi(II) i miedź ulegają komproporcjonowaniu tworząc chlorek miedzi(I)[14].

Miedź metaliczna w postaci pyłu jest bardzo łatwopalna i szkodliwa dla środowiska[15].

Inne języki
Afrikaans: Koper
Alemannisch: Kupfer
አማርኛ: መዳብ
Ænglisc: Coper
العربية: نحاس
aragonés: Arambre
armãneashti: Bâcâri
অসমীয়া: তাম
asturianu: Cobre
Avañe'ẽ: Kuarepoti pytã
Aymar aru: Anti
azərbaycanca: Mis
تۆرکجه: پاخیٛر
বাংলা: তামা
Bân-lâm-gú: Tâng
башҡортса: Баҡыр
беларуская: Медзь
беларуская (тарашкевіца)‎: Медзь
भोजपुरी: ताँमा
български: Мед
བོད་ཡིག: ཟངས།
bosanski: Bakar
brezhoneg: Kouevr
буряад: Зэд
català: Coure
Чӑвашла: Пăхăр
Cebuano: Tumbaga
čeština: Měď
corsu: Ramu
Cymraeg: Copr
dansk: Kobber
Deutsch: Kupfer
ދިވެހިބަސް: ރަތުލޯ
Diné bizaad: Béésh łichíiʼii
eesti: Vask
Ελληνικά: Χαλκός
English: Copper
español: Cobre
Esperanto: Kupro
estremeñu: Cobri
euskara: Kobre
فارسی: مس
Fiji Hindi: Tamba
føroyskt: Kopar
français: Cuivre
Frysk: Koper
furlan: Ram
Gaeilge: Copar
Gaelg: Cobbyr
Gàidhlig: Copar
galego: Cobre
贛語:
Gĩkũyũ: Copper
ગુજરાતી: તાંબુ
गोंयची कोंकणी / Gõychi Konknni: तांबे
客家語/Hak-kâ-ngî:
хальмг: Зес
한국어: 구리
Հայերեն: Պղինձ
हिन्दी: ताम्र
hornjoserbsce: Kopor
hrvatski: Bakar (element)
Ido: Kupro
Ilokano: Gambang
Bahasa Indonesia: Tembaga
interlingua: Cupro
Ирон: Æрхуы
íslenska: Kopar
italiano: Rame
עברית: נחושת
Basa Jawa: Tembaga
ಕನ್ನಡ: ತಾಮ್ರ
ქართული: სპილენძი
कॉशुर / کٲشُر: ترٛام
kaszëbsczi: Kòper
қазақша: Мыс
kernowek: Kober
Kiswahili: Shaba
коми: Ыргӧн
Kongo: Mutako
Kreyòl ayisyen: Kwiv
kurdî: Mis
Кыргызча: Жез
кырык мары: Вӹргеньӹ
лакку: Дувсси
лезги: Цур
Latina: Cuprum
latviešu: Varš
Lëtzebuergesch: Koffer
lietuvių: Varis
Limburgs: Koper
Livvinkarjala: Vaski
la .lojban.: tunka
magyar: Réz
македонски: Бакар
മലയാളം: ചെമ്പ്
Māori: Konukura
मराठी: तांबे
მარგალური: ლინჯი
Bahasa Melayu: Tembaga
Mìng-dĕ̤ng-ngṳ̄: Dè̤ng
монгол: Зэс
မြန်မာဘာသာ: ကြေးနီ
Dorerin Naoero: Eborage
Nederlands: Koper (element)
नेपाली: तामा
नेपाल भाषा: सीजः
日本語:
Napulitano: Ramma
Nordfriisk: Kööber
norsk: Kobber
norsk nynorsk: Kopar
occitan: Coire
ଓଡ଼ିଆ: ତମ୍ବା
oʻzbekcha/ўзбекча: Mis
ਪੰਜਾਬੀ: ਤਾਂਬਾ
پنجابی: تانبا
Papiamentu: Koper
پښتو: تامبه
Patois: Kapa
Перем Коми: Ыргӧн
Piemontèis: Aram
Plattdüütsch: Kopper
português: Cobre
Ripoarisch: Koffer (Metall)
română: Cupru
Runa Simi: Anta
русиньскый: Мідь
русский: Медь
संस्कृतम्: ताम्रम्
sardu: Ràmine
Scots: Capper
Seeltersk: Kooper
shqip: Bakri
sicilianu: Ramu
Simple English: Copper
سنڌي: ٽامو
slovenčina: Meď
slovenščina: Baker
Soomaaliga: Kober
کوردی: مس
српски / srpski: Бакар
srpskohrvatski / српскохрватски: Bakar
Basa Sunda: Tambaga
suomi: Kupari
svenska: Koppar
Tagalog: Tanso
தமிழ்: செப்பு
татарча/tatarça: Бакыр
తెలుగు: రాగి
тоҷикӣ: Мис
ᏣᎳᎩ: ᎥᏣᏱ
Türkçe: Bakır
українська: Мідь
اردو: تانبا
ئۇيغۇرچە / Uyghurche: مىس
Vahcuengh: Doengz
vèneto: Rame
vepsän kel’: Vas'k
Tiếng Việt: Đồng
Võro: Vask
文言:
Winaray: Tumbaga
吴语:
ייִדיש: קופער
Yorùbá: Bàbà
粵語:
Zazaki: Paxır
žemaitėška: Varis
中文:
Kabɩyɛ: Kwivri