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铜的基本性质

实验室k / 2019-06-14

铜的4d层已填满，最外层有一个s电子，但不能列为Ⅰ族，因为铜与碱金属除了形式化学计量都是＋Ⅰ氧化态以外，没有相同之处。已填满的d层对s电子屏蔽核电荷远不如惰性气体层有效，因此铜的第一电离势比碱金属高。由于d层的电子也参加了金属键，所以铜的升华温度和熔点也比碱金属高得多。这些因素是铜更不活泼的特性的原因，结果形成更共价的化合物和使它们具有较高的晶格能，较小半径的＋1价离子（与同周期的碱金属离子相比—Cu+，0．93；Na+，0．95；和K+，1．33Å）不能补偿这种影响。

铜的第二、第三电离势比碱金属低很多，说明有部分过渡金属的特性，表现出存在有色的顺磁性离子和Ⅱ、Ⅲ氧化态的络合物。甚至在Ⅰ氧化态有许多类似过渡金属络合物，例如铜与烯烃形成的一些络合物。

铜与较重元素Ag和Au之间只有中等的相似性，在这些元素的后续讨论中可以看到。

稳定的铜（0）化合物没有确定，某些反应中似乎存在它的活性中间物。

铜是以金属、硫化物、砷化物、氯化物和碳酸盐形式广泛分布在自然界中。用氧化焙烧和熔炼或用微生物帮助提取，然后从硫酸盐溶液中电沉积提取铜。

铜是坚韧、柔软和有延展性的淡红色金属，导热性和导电性也很高，仅次于银。铜用于许多合金中如黄铜，铜与金可完全互熔，在空气中只表面被氧化，有时产生绿色的碱式碳酸盐和碱式硫酸盐的薄膜。

铜在红热时与氧作用生成CuO，高温时生成Cu2O；与硫作用生成Cu2S或非化学计量的这种化合物。铜与卤素起化学作用，但没有空气时不与非氧化性稀酸或非络合性稀酸作用。铜容易溶解在硝酸中和有氧存在时的硫酸中。铜也溶于氨或有氧存在时的氰化钾溶液中，如电势所示：

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