銅是元素周期表第4周期1B族元素，一種最重要的重有色金屬。元素符號(hào)Cu，原子序數(shù)29，相對(duì)原子質(zhì)量63.546。銅在常溫下為固體，新斷面呈紫紅色，加熱易氧化。銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，較好的耐蝕性，變形阻抗較低，能承受高度的冷變形而不破裂，是一種重要的重有色金屬材料，主要用于電子、電工、機(jī)械、建筑和運(yùn)輸?shù)裙I(yè)部門(mén)。銅的化合物有數(shù)百種，但以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的不Chemicalbook多，其中最重要的是五水硫酸銅，或稱(chēng)膽礬(CuSO4·5H2O)，其次有波爾多液(Cu(OH)2·CuSO4)、偏亞砷酸銅(Cu(AsO2)2)、醋酸銅[Cu(CH3COO)2]的復(fù)合物、氰化亞銅(CuCN)、氯化銅(CuCl2)、氧化亞銅(Cu2O)、氧化銅(CuO)、堿性碳酸銅和環(huán)烷酸銅等。銅鹽可用作農(nóng)業(yè)殺霉菌劑。硫酸銅可用作催吐劑和黃磷灼傷的局部解毒劑。

銅是人類(lèi)最早發(fā)現(xiàn)和使用的金屬之一。約一萬(wàn)年前，人類(lèi)就認(rèn)識(shí)了自然銅，并將它錘打成小錐或小釘?shù)?。迄今發(fā)現(xiàn)人類(lèi)最早煉制的銅器當(dāng)推伊朗境內(nèi)泰佩海亞出土的刮刀、鑿子和錐子等，年代約為公元前3800年。1978年在甘肅省東鄉(xiāng)馬家窯類(lèi)型遺址中Chemicalbook出土的錫青銅小刀，是迄今中國(guó)發(fā)現(xiàn)的最早青銅器件，其年代約為公元前2750年，這表明中國(guó)是世界最早使用銅器的國(guó)家之一。中國(guó)早在公元前770年就掌握了豎爐煉銅技術(shù)，宋元豐元年(1078年)銅產(chǎn)量達(dá)到7300t，銅冶金技術(shù)已達(dá)相當(dāng)水平。

物理性質(zhì)

銅是僅次于銀的優(yōu)良的導(dǎo)電和導(dǎo)熱體。常溫下銅的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率分別為銀的94%和73.2%。銅原子的外電子層構(gòu)型為〔Ar〕3d104s1。銅在形成化合物時(shí)可失去4s軌道的1個(gè)電子，也可同時(shí)失去3d軌道中的1個(gè)電子，所以銅主要有+1和+2兩種價(jià)態(tài)。常溫下銅的氧化態(tài)以+2價(jià)為主，高溫時(shí)低價(jià)態(tài)化合物穩(wěn)定。銅有63Cu和65Cu兩個(gè)穩(wěn)定的天然同位素，63Cu含有29個(gè)質(zhì)子和34個(gè)中子，65Cu含有29個(gè)質(zhì)子和36個(gè)中子。已知銅有9個(gè)不穩(wěn)定的同位素。銅在室溫的干燥空氣中能穩(wěn)定存在，但長(zhǎng)Chemicalbook期放置在含CO2的潮濕空氣中時(shí)，會(huì)生成綠色的堿性碳酸銅，俗稱(chēng)銅綠。2價(jià)銅的電化當(dāng)量為0.329mg/C。銅不能置換酸性水溶液中的氫，也不溶于鹽酸和沒(méi)有溶解氧的硫酸中，但可溶于具有氧化作用的硝酸中。銅與堿溶液作用很慢，但易與氨水反應(yīng)，形成配合物。銅易溶于醋酸等有機(jī)酸中。可溶銅鹽一般都具有毒性。銅的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方晶格。純銅具有十分良好的延展性，可加工成很細(xì)的絲和很薄的片。銅又是優(yōu)良的導(dǎo)電和導(dǎo)熱體，其導(dǎo)電和導(dǎo)熱能力在金屬中僅次于銀。微量雜質(zhì)的存在都會(huì)使銅的導(dǎo)電能力大為降低。

主要用途

由于銅具有許多優(yōu)異性能，在各工業(yè)部門(mén)中得到廣泛應(yīng)用。直到20世紀(jì)60年代，銅的重要性和消費(fèi)量?jī)H次于鐵。20世紀(jì)60年代后，才讓位給資源更豐富、價(jià)格更便宜的鋁，退居第三位。20世紀(jì)80年代后期中國(guó)銅消費(fèi)比例列于表2。就世界范圍而言，銅產(chǎn)量半數(shù)以上用于電力和電子工業(yè)，如制造電纜、電線、電機(jī)及其他輸電和電訊設(shè)備。20世紀(jì)80年代后，銅在電信上的部分用途被光導(dǎo)纖維所代替。銅也是國(guó)防工業(yè)的重要材料。由于銅的導(dǎo)電性很好，廣泛應(yīng)用于電氣工業(yè)中，制造電線電纜需要純銅(含量99.95%以上)，是將粗銅用電解法精煉而成。銅能與鋅、錫、鋁、鎳、鈹?shù)刃纬啥喾N重要合金。黃銅(銅鋅合金)、青銅(銅錫合金)用于制造軸承、活塞、開(kāi)關(guān)、油管、換熱器等。鋁青銅(銅鋁合金)抗振能力很強(qiáng)，可用以制造需要強(qiáng)度和韌性的鑄件。銅鎳合金中的蒙奈爾合金以抗蝕Chemicalbook性著稱(chēng)，多用于制造閥、泵、高壓蒸汽設(shè)備。白銅是銅鎳合金，有良好的機(jī)械性能和耐腐蝕性，用于精密機(jī)械制造。鈹青銅(含鈹銅合金)的力學(xué)性能超過(guò)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，廣泛用于制造各種機(jī)械部件、工具和無(wú)線電設(shè)備。銅的化合物是農(nóng)藥、殺菌劑、顏料、電鍍、原電池、染料和觸媒的重要原料。無(wú)氧銅由于其純度高，且無(wú)氫脆問(wèn)題，因而使用在波導(dǎo)、真空管和晶體管部件、玻璃和金屬封結(jié)、同軸電纜以及超導(dǎo)磁繞組的穩(wěn)定化處理等方面。韌銅用來(lái)制作銅母線、接觸器、各種類(lèi)型的導(dǎo)體、雷達(dá)部件、開(kāi)關(guān)和接點(diǎn)等。上述兩種銅經(jīng)加銀處理的用于制作需要抗軟化器件，如變壓器、發(fā)電機(jī)和大型同步發(fā)電機(jī)的繞組等。磷脫氧銅主要用于制作電冰箱和空調(diào)器用管，整流器和輸水管或輸氣管等(當(dāng)導(dǎo)電和導(dǎo)熱以及焊接性能或釬焊性能需要時(shí))。易切削銅主要用于制造螺紋制品和其他焊嘴、夾具、端子和開(kāi)關(guān)部件等。