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铜的相关性质及用途

一、铜的电子结构和价态

铜的原子序数是29,属周期表中IB族。其电子层排列为[Ar]3d104s1,好像相似于钾的[Ar]4s1。但由于d电子的屏蔽效果远弱于p电子,因此,铜的榜首电离势7.726Ev,而第二、三电离势反又比钾低约10eV。这既显现铜是一个不十分生动的金属,在金属活动次序中处于贱金属与贵金属之间,又标明其可能有多种价态。

铜常见的习化态为+2和+1。Cu(Ⅱ)为较安稳的价态。在十分强氧化条件下才干生成Cu(Ⅲ)的化合物,如CuF3。

 

二、铜的化合物和配位化合物

铜的化合物有数百种之多,其间最具工业使用价值的是硫酸铜、氧化铜以及氯化亚铜、氧化亚铜等。Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)都生成许多安稳的配位化合物,其间Cu(Ⅱ)的合作物、Cu(Ⅰ)的氯合作物在湿法冶金上都有重要意义。

Cu(Ⅱ)配位数为4时一般是平面正方形配位,配位数为6时是畸变的八面体型构型。Cu(Ⅰ)生成的合作物多为直线形。一起含有氮和氧给体的螯合配体如水杨酸肟、偶氮姻、8-羟基及其替代物与Cu2+构成多种安稳的螯合物,一般也具有平面四方形的结构,正是在这些配体的根底上开展了许多商业铜萃取剂。平面四方形的结构特征构成了铜的别离化学根底。

 

三、铜的生物功用和卫生标准

有许多生物体中有含铜蛋白酶,有些腹足类、头足类和甲壳类动物血浆中运送氧的便是铜蓝蛋白。人血清中血浆铜蓝蛋白含8个铜原子,具有催化Fe2+氧化的功用。一个人每日需摄入2.5~5mg铜,体内有100~200mg铜,大多在肌肉中。

铜盐对低等生物有很强的毒性,地面水限制含铜量0.1mg/L,工业废水排放含铜量应小于1mg/L。WHO主张饮用水答应含铜0.05~1.5mg/L。美国规则作业场所(时刻加权均匀)阈值为:粉尘1mg/m3,烟尘0.2mg/m3。

 

四、铜的物理性质

铜的晶体为面心立方晶格,密度为8.96t/m3,热导率为394W/(m·K),20℃时电阻率为1.6730μΩ/cm,电阻率在1~100℃的温度系数为0.00681,熔点是1083℃,熔化潜热为212kJ/kg,20℃时比热容为384J/(kg·℃),沸点是2595℃,线膨胀系数为16.5×10-6℃-1,抗拉强度23×104kPa,弹性模量系数(10.2~12)×104MPa,刚性模量系数44000MPa。

 

五、铜的标准和用处

我国电解铜履行世界GB466-82。世界上常常选用伦敦金属交易市场(LME)A级标准,我国高纯阴极铜的标准与此相似。

纯铜用于电线、电器。铜构成多种具有首要工业价值的合金。铜与锌的合金称作黄铜,铜与锡的合金为青铜,用于轴承、开关、换热器等。铜与铝的合金称作铝青铜,铜与铍合金称作铍青铜均具有杰出的力学性能,用于机械和外表零件制作。铜镍生成白色合金,抗腐蚀性强,用于阀门、泵、装修等。铜及其合金首要使用于电力、机械、交通、建筑、电子、外表等职业。


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