Elemento chimico · scheda di riferimento

29Cu

Rame

Il rame è l’elemento 29 (Cu), nel periodo 4, gruppo 11 e blocco d. A temperatura ambiente il suo stato di riferimento è solido. La configurazione elettronica è [Ar] 3d10 4s1.

Numero atomico29

Peso atomico standard63.546(3)

Gruppo11

Periodo4

Bloccod

Configurazione elettronica[Ar] 3d10 4s1

Struttura elettronica

Che cosa controlla la sua chimica

Gli orbitali d partecipano alla chimica del rame. Gli elettroni di energie vicine possono essere coinvolti nei legami, favorendo stati di ossidazione variabili e complessi di coordinazione.

La configurazione [Ar] 3d10 4s1 cambia quando l’atomo viene ionizzato. Questo può modificare colore, magnetismo, geometria di coordinazione e reattività dei composti.

Forme chimiche

Composti, ioni e materiali

Il rame forma leghe, ossidi, alogenuri e complessi di coordinazione. La varietà degli stati di ossidazione dipende dalla posizione nel blocco d e dall’ambiente chimico.

Comportamento fisico

Stato e cambiamenti di fase

A temperatura ambiente lo stato di riferimento del rame è solido. Tra i dati riportati: densità 8.96 g/cm³, punto di fusione 1 358 K (1 085 °C), punto di ebollizione 2 835 K (2 562 °C). I valori misurati possono dipendere da purezza, pressione, struttura cristallina o forma allotropica.

Presenza e applicazioni

Dove si trova e come viene usato il rame

Il rame si trova in minerali, composti naturali o materiali tecnici a seconda della sua reattività. Le applicazioni riportate in questa scheda comprendono Cablaggi elettrici, Tubazioni e Elettronica; in ciascun caso conta la forma chimica o la struttura del materiale.

Nella pratica

Esempi di usi concreti

Cablaggi elettrici

Il rame è impiegato nei conduttori elettrici quando offre una combinazione utile di conducibilità e proprietà meccaniche.

Tubazioni

Nell’ambito «Tubazioni», il rame viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.

Elettronica

Nell’ambito «Elettronica», il rame viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.

Posizione periodica

Che cosa mostrano gli elementi vicini

Il rame si trova nel periodo 4, gruppo 11 e blocco d. Nel riquadro compaiono nello stesso periodo il nichel a sinistra e lo zinco a destra; nello stesso gruppo l’argento sotto. Il confronto aiuta a seguire variazioni di raggio atomico, energia di ionizzazione e comportamento chimico lungo periodi e gruppi.

Dati di riferimento

Proprietà fisiche e atomiche

Classificazionemetallo di transizione

Stato a temperatura ambienteSolido

Gusci elettronici2 · 8 · 18 · 1

Densità8.96 g/cm³

Punto di fusione1 358 K (1 085 °C)

Punto di ebollizione2 835 K (2 562 °C)

Elettronegatività di Pauling1.9

Prima energia di ionizzazione745.5 kJ/mol

Affinità elettronica119.2 kJ/mol

I valori descrivono l’elemento o l’atomo neutro quando applicabile. Le proprietà fisiche possono dipendere dall’allotropo, dalla pressione e dalle condizioni di misura.

Storia

Scoperta e identificazione

Il rame o materiali che lo contengono erano noti e utilizzati molto prima della chimica moderna. Identificazione chimica dell’elemento e successiva definizione mediante numero atomico rappresentano fasi storiche distinte.

Isotopi e peso atomico

Come la composizione isotopica modifica i numeri

Il peso atomico standard è 63.546(3). È una media ponderata della composizione isotopica naturale e non la massa di un singolo atomo.

Gli isotopi del rame hanno lo stesso numero di protoni e quindi appartengono allo stesso elemento, ma differiscono per il numero di neutroni e per la massa. Gli isotopi radioattivi si distinguono inoltre per vita media e modalità di decadimento.

Sicurezza

Manipolazione ed esposizione

I rischi associati al rame dipendono dalla forma chimica, dalla dose e dalla via di esposizione. L’elemento, i suoi ioni e i suoi composti possono avere effetti biologici e ambientali molto diversi; occorre consultare i dati di sicurezza della sostanza effettivamente manipolata.