Chemisch element · referentiefiche

29Cu

Koper

Koper (Cu) is element 29 van het periodiek systeem, een overgangsmetaal in groep 11, periode 4 en het d-blok. De elektronenconfiguratie [Ar] 3d10 4s1 helpt verklaren hoe het element bindt en reageert; de referentietoestand bij kamertemperatuur is vast.

Atoomnummer29

Standaard atoomgewicht63.546(3)

Groep11

Periode4

Blokd

Elektronenconfiguratie[Ar] 3d10 4s1

Elektronenstructuur

Wat bepaalt de chemie?

Bij overgangsmetalen liggen de energieën van d- en s-elektronen dicht bij elkaar. Daardoor zijn meerdere oxidatietoestanden, complexe ionen, magnetische eigenschappen en katalytisch gedrag mogelijk.

Voor koper moet de configuratie [Ar] 3d10 4s1 samen met de oxidatietoestand worden gelezen. Het verwijderen of delen van elektronen verandert de bezetting van de d-orbitalen en kan kleur, magnetisme, binding en reactiviteit beïnvloeden.

Chemische vormen

Verbindingen, ionen en materialen

Belangrijke vormen zijn het metaal en zijn legeringen, oxiden, halogeniden en coördinatieverbindingen. Verschillende oxidatietoestanden zijn mogelijk doordat s- en d-elektronen vergelijkbare energieën hebben; liganden kunnen kleur, magnetisme en reactiviteit sterk veranderen.

Fysisch gedrag

Toestand en faseovergangen

Bij kamertemperatuur is de referentietoestand vast. De vermelde dichtheid is 8.96 g/cm³. Het smeltpunt is 1 358 K (1 085 °C). Het kookpunt is 2 835 K (2 562 °C). Druk, zuiverheid en kristalstructuur kunnen gemeten waarden verschuiven; bij elementen met meerdere allotropen kan ook de structuur zelf een duidelijk verschil maken.

Voorkomen en toepassingen

Waar koper voorkomt en wordt gebruikt

Koper combineert een hoge elektrische en thermische geleidbaarheid met goede vervormbaarheid. Daardoor wordt het veel gebruikt in elektrische bedrading, elektronica, leidingen en legeringen.

In de praktijk

Concrete toepassingen

Elektrische bedrading

Koper speelt een rol bij elektrische bedrading. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Leidingen

Koper speelt een rol bij leidingen. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Elektronica

Koper wordt in elektronische componenten of functionele materialen gebruikt wanneer zijn elektrische, magnetische of halfgeleidende eigenschappen nuttig zijn.

Positie in het periodiek systeem

Wat de naburige elementen laten zien

Koper staat in periode 4, groep 11 en het d-blok. De getoonde omgeving bevat onder meer Nikkel, Zink, Palladium, Zilver. Vergelijking met deze elementen helpt trends in atoomgrootte, ionisatie-energie, elektronegativiteit en binding langs het periodiek systeem te volgen.

Referentiegegevens

Fysische en atomaire eigenschappen

Classificatieovergangsmetaal

Toestand bij kamertemperatuurvast

Elektronenschillen2 · 8 · 18 · 1

Dichtheid8.96 g/cm³

Smeltpunt1 358 K (1 085 °C)

Kookpunt2 835 K (2 562 °C)

Pauling-elektronegativiteit1.9

Eerste ionisatie-energie745.5 kJ/mol

Elektronenaffiniteit119.2 kJ/mol

De waarden beschrijven het element of het neutrale atoom waar van toepassing. Fysische gegevens kunnen afhangen van allotroop, druk, zuiverheid en meetomstandigheden.

Geschiedenis

Ontdekking en identificatie

Koper of materialen die het element bevatten waren al in de oudheid bekend, lang vóór de moderne chemie. Vroeg materiaalgebruik, chemische identificatie van het element en de latere definitie via het atoomnummer zijn afzonderlijke historische stappen.

Isotopen

Hoe isotopensamenstelling de getallen verandert

Het standaard atoomgewicht is 63.546(3). Deze waarde beschrijft de natuurlijke isotopensamenstelling van terrestrisch materiaal en is niet de massa van één specifiek atoom.

Koper heeft ten minste één stabiele isotoop. Isotopen hebben hetzelfde aantal protonen en horen dus bij hetzelfde element, maar verschillen in neutronental en atoommassa.

Veiligheid

Omgang en blootstelling

De risico’s van koper hangen af van chemische vorm, dosis en blootstellingsroute. Het element, zijn ionen en zijn verbindingen kunnen zeer verschillende biologische en milieueffecten hebben; controleer daarom de veiligheidsgegevens van de werkelijk gebruikte stof.