Kobberrelaterede egenskaber og anvendelser

Elektronisk struktur og valens af kobber

Det atomiske antal kobber er 29, der hører til IB -familien til den periodiske tabel. Det elektroniske lag er arrangeret som [AR] 3D104S1, som ser ud til at svare til kalium [AR] 4S1. Da afskærmningseffekten af D -elektroner er meget svagere end P -elektroner, er det første ioniseringspotentiale for kobber 7,726EV, og det andet og tredje ioniseringspotentialer er ca. 10EV lavere end kalium. Dette viser, at kobber er et metal, der ikke er særlig levende. Det er mellem basismetal og ædelmetal i metalaktivitetssekvensen, og det indikerer, at det kan have flere valenstilstande.

De almindelige kobbervaner er 2 og 1. Cu (II) er en relativt stabil valenstilstand. En forbindelse af Cu (III), såsom Cuf3, dannes under meget stærke oxidationsbetingelser.

Kobberforbindelser og koordinationsforbindelser

Der er hundreder af kobberforbindelser, blandt hvilke den mest industrielle anvendelseværdi er kobbersulfat, kobberoxid, kobber chlorid, kobberoxid og lignende. Både Cu (II) og Cu (I) danner mange stabile koordinationsforbindelser, hvor Cu (II) kompleks og Cu (I) chlorering er vigtige i hydrometallurgi.

Når Cu (II) har et koordinationsnummer på 4, er det generelt en plan firkantet koordinering, og når koordinationsnummeret er 6, er det en forvrænget oktaedrisk konfiguration. Komplekserne dannet af Cu (I) er for det meste lineære. En chelating-ligand indeholdende et nitrogen- og iltdonor, såsom bariumsalicylat, azoin, 8-hydroxyl og dets substitutter og Cu2 udgør et antal stabile chelatforbindelser og har generelt en plan firkantet struktur. Mange kommercielle kobberekstraktører er udviklet på bunden af disse ligander. Den plane firkantede struktur udgør den separate kemiske kobberbase.

Kobberbiobrug og hygiejne standarder

Der er mange organismer, der indeholder kobberbeskyttelse, og nogle af gastropoderne i gastropoderne i gastropoderne, cephalopods og krebsdyr er ceruloplasmin. Plasma ceruloplasmin indeholder 8 kobberatomer i humant serum og har funktionen af at katalysere oxidationen af Fe2. En person skal forbruge 2,5 til 5 mg kobber pr. Dag og 100 til 200 mg kobber i kroppen, mest i musklerne.

Kobbersalte er meget giftige for lavere organismer. Overfladevandet begrænser kobberindholdet til 0,1 mg/l, og det industrielle spildevandsafladningskobberindhold skal være mindre end 1 mg/l. Der går ind for drikkevand med et kobberindhold på 0,05 til 1,5 mg/l. Den amerikanske regelmæssige arbejdsplads (tidsvægtet ensartethed) tærskel er: støv 1 mg/m3, sod 0,2 mg/m3.

Fysiske egenskaber ved kobber

Krystallen af kobber er en ansigtscentreret kubikgitter med en densitet på 8,96T/m3, termisk ledningsevne på 394W/(M · K), en resistivitet på 1.6730μΩ/cm ved 20 ° C og en temperaturkoefficient for resistivitet på 1-100 ° C. Det er 0,00681, smeltepunktet er 1083 ° C, den latente fusionsvarme er 212 kJ / kg, den specifikke varmekapacitet ved 20 ° C er 384 J / (kg · ° C), kogepunktet er 2595 ° C, er modul for lineær ekspansion 16,5 × 10 -6 ° C -1, tensil styrke 23 × 104 kpa, modul af elastikken af elenel (10.2 til 12) × 104 MPa og modul af stivhed 44.000 MPa.

Kobberstandarder og anvendelser

Kinas elektrolytiske kobber opfylder verden GB466-82. London Metal Trading Market (LME) klasse A -standard bruges ofte i verden, og standarden for katodekobber med høj renhed i Kina er ens.

Rent kobber bruges til ledninger og apparater. Kobber udgør en række legeringer med primær industriel værdi. Legeringen af kobber og zink kaldes messing, og legeringen af kobber og tin er bronze, der bruges til lejer, afbrydere, varmevekslere og lignende. Legeringen af kobber og aluminium kaldes aluminiumsbronze, og kobber- og vismutlegeringerne kaldes beryllium bronze. De har fremragende mekaniske egenskaber og bruges til mekaniske og udvendige dele. Kobber og nikkel danner en hvid legering, som er meget modstandsdygtig over for korrosion og bruges i ventiler, pumper og dekoration. Kobber og dets legeringer bruges primært i elektrisk kraft, maskiner, transport, konstruktion, elektronik og udvendige.