Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Kupari

Alkuaine · viitesivu

29Cu

Kupari

Kupari on järjestysluvun 29 alkuaine (Cu). Se sijaitsee jaksossa 4, ryhmässä 11 ja d-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Ar] 3d10 4s1.

Järjestysluku29

Standardiatomipaino63.546(3)

Ryhmä11

Jakso4

Lohkod

Elektronikonfiguraatio[Ar] 3d10 4s1

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Siirtymämetalleilla s- ja d-elektronien energiat ovat lähellä toisiaan. Tämä mahdollistaa useita hapetuslukuja sekä suuren vaihtelun sidoksissa, koordinaatiokemiassa ja materiaalien ominaisuuksissa.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Ar] 3d10 4s1. Valenssielektronien määrä ja energia määräävät, miten atomi sitoutuu ja millaisia ionisia tai kovalenttisia rakenteita se voi muodostaa.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Kupari esiintyy metallina ja seoksissa sekä oksideissa, sulfideissa, halogenideissa ja koordinaatioyhdisteissä. Hapetusluvut +1 ja +2 ovat tavallisia.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 8.96 g/cm³. Sulamispiste on 1 358 K (1 085 °C). Kiehumispiste on 2 835 K (2 562 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä kupari liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: sähköjohdot, putkistot ja elektroniikka.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Sähköjohdot

Kuparia käytetään sähköjohtimissa, koska sen sähkönjohtavuus on suuri ja metalli on samalla helposti vedettävissä langaksi.

Putkistot

Yksi käytännön yhteys on putkistot. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Elektroniikka

Kupari-alkuainetta käytetään elektroniikassa silloin, kun sen sähkönjohtavuus, puolijohdeominaisuudet, optinen vaste tai kemiallinen vakaus on hyödyllinen.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Kupari sijaitsee jaksossa 4 ja ryhmässä 11. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Nikkeli, Sinkki, Palladium, Hopea.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokitussiirtymämetalli

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 18 · 1

Tiheys8.96 g/cm³

Sulamispiste1 358 K (1 085 °C)

Kiehumispiste2 835 K (2 562 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1.9

Ensimmäinen ionisaatioenergia745.5 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti119.2 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Kupari tai sitä sisältävät materiaalit tunnettiin jo antiikin aikana, kauan ennen modernia atomiteoriaa. Alkuaineen kemiallinen tunnistaminen ja myöhempi määrittely järjestysluvulla 29 ovat eri vaiheita historiassa.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 63.546(3). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.