구리
화학 원소
구리(Cu), 화학 원소. 주기율표 11족(Ib)에 속하는 불그스름하고 극도로 연성이 있는 금속으로 전기와 열의 유난히 우수한 전도체입니다. 구리는 자연에서 자유 금속 상태로 발견됩니다. 이 천연 구리는 신석기 시대(신석기 시대) 인류가 돌 대신 사용하기 위해 처음으로 사용했습니다(기원전 8000년경). 메소포타미아에서는 구리를 주형으로 주조하고(기원전 4000년경) 불과 숯을 사용하여 광석에서 금속으로 환원하고 의도적으로 주석과 합금하여 청동을 만들면서(기원전 3500년경) 메소포타미아에서 시작되었습니다. 로마의 구리 공급은 거의 전적으로 키프로스에서 나왔습니다. 그것은 다음과 같이 알려졌습니다.aes 사이프리움, "키프로스의 금속"이라고 줄여서사이프리움나중에 손상되었습니다.구리. 또한보십시오청동.
| 원자 번호 | 29 |
|---|---|
| 원자량 | 63.546 |
| 녹는 점 | 1,083도(1,981도 F) |
| 비점 | 2,567도(4,653도 F) |
| 밀도 | 20도(68도 F)에서 8.96 |
| 원자가 | 1, 2 |
| 전자 구성 | 2-8-18-1 또는 (Ar)3d104s1 |
발생, 용도 및 특성
구리
미국 미시간 주 키위노 반도에서 생산되는 구리
천연 구리는 현무암 용암의 주요 광물로 여러 위치에서 발견되며 황화물, 비화물, 염화물 및 탄산염과 같은 구리 화합물에서 환원된 형태로도 발견됩니다. (구리의 광물학적 특성에 대해,보다천연 원소 표.) 구리는 황동석, 황동석, 반석, 적동석, 공작석 및 남동석과 같은 많은 광물에서 결합되어 발생합니다. 이는 해초의 재, 많은 바다 산호, 인간의 간, 많은 연체동물과 절지동물에 존재합니다. 구리는 적혈구 동물의 헤모글로빈에서 철이 하는 것과 마찬가지로 청혈 연체동물과 갑각류의 헤모시아닌에서 산소 수송과 동일한 역할을 합니다. 인간에게 미량 원소로 존재하는 구리는 헤모글로빈 형성을 촉매하는 데 도움이 됩니다. 칠레의 안데스 산맥에 있는 반암 구리 매장지는 알려진 가장 큰 광물 매장지입니다. 21세기 초 칠레는 세계 최고의 구리 생산국이 되었습니다. 다른 주요 생산국으로는 페루, 중국, 미국이 있습니다.
Kitwe: 노천 구리 광산
노천 구리 광산, 잠비아 키트웨.
구리는 주로 제련 또는 침출을 통해 상업적으로 생산되며, 일반적으로 황산염 용액을 전착하여 생산됩니다. 구리 생산의 상세한 처리를 위해,보다구리 가공. 세계에서 생산되는 구리의 대부분은 전기 산업에 사용됩니다. 나머지 대부분은 다른 금속과 결합하여 합금을 형성합니다. (전기도금 코팅으로서 기술적으로도 중요합니다.) 구리를 주성분으로 하는 중요한 합금 계열로는 황동(구리 및 아연), 청동(구리 및 주석), 양백(구리, 아연 및 니켈)이 있습니다. 은). 모넬을 포함하여 구리와 니켈의 유용한 합금이 많이 있습니다. 두 금속은 완전히 섞입니다. 구리는 또한 알루미늄 청동이라고 불리는 알루미늄과 중요한 일련의 합금을 형성합니다. 베릴륨 구리(2% Be)는 열처리를 통해 경화될 수 있다는 점에서 특이한 구리 합금입니다. 구리는 많은 주화 금속의 일부입니다. 청동기 시대가 철기 시대로 넘어간 후에도 구리는 철에 이어 두 번째로 사용되는 금속으로 남아 있었습니다. 그러나 1960년대에는 더 저렴하고 훨씬 더 풍부한 알루미늄이 세계 생산량에서 2위를 차지했습니다.
| 국가 | 2016년 광산 생산량(미터톤)* | 세계 광산 생산량의 % | 2016년 확인된 매장량(미터톤)* | 세계에서 확인된 매장량의 % |
|---|---|---|---|---|
| *추정된. | ||||
| **반올림으로 인해 세부 사항이 주어진 총계에 합산되지 않습니다. | ||||
| 출처: 미국 내무부, 2017년 광물 상품 요약. | ||||
| 칠레 | 5,500,000 | 28.4 | 210,000,000 | 29.2 |
| 페루 | 2,300,000 | 11.9 | 81,000,000 | 11.3 |
| 중국 | 1,740,000 | 9.0 | 28,000,000 | 3.9 |
| 미국 | 1,410,000 | 7.3 | 35,000,000 | 4.9 |
| 호주 | 970,000 | 5.0 | 89,000,000 | 12.4 |
| 콩고어(킨샤사) | 910,000 | 4.7 | 20,000,000 | 2.8 |
| 잠비아 | 740,000 | 3.8 | 20,000,000 | 7.4 |
| 캐나다 | 720,000 | 3.7 | 11,000,000 | 1.5 |
| 러시아 | 710,000 | 3.7 | 30,000,000 | 4.2 |
| 멕시코 | 620,000 | 3.2 | 46,000,000 | 6.4 |
| 다른 국가 | 3,800,000 | 19.6 | 150,000,000 | 20.8 |
| 세계 합계 | 19,400,000** | 100** | 720,000,000 | 100** |
구리 케이블
구리 전기 케이블. 구리는 전기 전도성이 높기 때문에 전기 산업에서 많이 사용됩니다.(계속)
구리는 가장 연성이 있는 금속 중 하나이며 특별히 강하거나 단단하지는 않습니다. 연질의 어닐링된 구리에 존재하는 것과 동일한 면심 입방 구조의 긴 결정이 형성되기 때문에 냉간 가공을 통해 강도와 경도가 눈에 띄게 증가합니다. 산소, 질소, 이산화탄소, 이산화황과 같은 일반적인 가스는 용융 구리에 용해되며 응고된 금속의 기계적, 전기적 특성에 큰 영향을 미칩니다. 순수한 금속은 열 전도성과 전기 전도성이 은에 이어 두 번째입니다. 천연 구리는 구리-63(69.15%)와 구리-65(30.85%)라는 두 가지 안정 동위원소의 혼합물입니다.
브리태니커 퀴즈
당신이 알아야 할 사실: 주기율표 퀴즈
구리는 기전력 계열에서 수소보다 아래에 있기 때문에 수소가 발생하면서 산에는 용해되지 않지만 질산 및 뜨겁고 진한 황산과 같은 산화성 산과 반응합니다. 구리는 대기와 바닷물의 작용에 저항합니다. 그러나 장기간 공기에 노출되면 수산화탄산염, 수산화황산염 및 소량의 기타 화합물이 혼합된 얇은 녹색 보호 코팅(녹청)이 형성됩니다. 구리는 공기가 없을 때 비산화성 또는 비착화성 희석산에 영향을 받지 않는 적당한 귀금속입니다. 그러나 산소가 있는 경우 질산과 황산에는 쉽게 용해됩니다. 또한 용해 시 매우 안정적인 시아노 착물이 형성되기 때문에 산소 존재 하에서 암모니아수나 시안화칼륨에 용해됩니다. 금속은 적열에서 산소와 반응하여 산화제2구리(CuO)를 생성하고, 더 높은 온도에서는 산화제1구리(Cu)를 생성합니다.2O. 황과 가열하면 반응하여 황화제1구리, Cu를 생성한다.2S.
주요 화합물
구리는 일반 화학에서 산화 상태 +1 및 +2의 화합물을 형성하지만, 특별한 상황에서는 일부 3가 구리 화합물이 제조될 수 있습니다. 3가 구리는 수용액에서 몇 초 이상 생존하지 못하는 것으로 나타났습니다.
적동광
나미비아 출신의 큐라이트.
구리(I)(구리) 화합물은 모두 반자성이며 몇 가지 예외를 제외하고는 무색입니다. 구리(I)의 중요한 산업 화합물 중에는 산화제1구리(Cu2O), 염화제일구리(Cu2씨엘2) 및 황화구리(Cu2에스). 산화구리는 적갈색의 결정 또는 분말로 자연에서 광물인 흑동석으로 발생합니다. 혼합된 산화구리 광석을 구리 금속과 환원하거나 구리 전극을 사용하여 염화나트륨 수용액을 전기분해하여 대규모로 생산됩니다. 순수한 화합물은 물에는 녹지 않지만 염산이나 암모니아에는 녹습니다. 산화구리는 주로 방오 페인트, 유리, 도자기 유약 및 세라믹의 적색 안료와 종자 또는 작물 살균제로 사용됩니다.
염화제1동은 광물 난토카이트로서 발생하는 희끄무레한 회색 고체입니다. 일반적으로 염화구리(II)를 금속 구리로 환원하여 제조됩니다. 순수한 화합물은 건조한 공기에서 안정적입니다. 습한 공기는 이를 녹색의 산소 화합물로 변환하고, 빛에 노출되면 염화구리(II)로 변환됩니다. 물에는 녹지 않으나 진한 염산이나 암모니아에는 착이온을 형성하기 때문에 녹는다. 염화제일구리는 다양한 유기 반응, 특히 아세틸렌과 시안화수소로부터 아크릴로니트릴을 합성하는 반응에서 촉매로 사용됩니다. 석유 제품의 탈색 및 탈황제; 셀룰로오스의 탈질제로서; 비누, 지방, 오일의 응축제로 사용됩니다.
황화구리는 흑색 분말이나 덩어리의 형태로 발생하며 광물성 황동석으로 발견됩니다. 수소 기류에서 황화구리(CuS)를 가열하여 다량의 화합물을 얻습니다. 황화구리는 물에는 녹지 않지만 수산화암모늄과 질산에는 녹습니다. 그 응용 분야에는 태양 전지, 야광 페인트, 전극 및 특정 종류의 고체 윤활제 사용이 포함됩니다.
상업적 가치가 있는 구리(II) 화합물에는 산화제2동(CuO), 염화 제2동(CuCl)이 포함됩니다.2) 및 황산구리(CuSO4). 산화구리는 테노라이트와 파라멜라코나이트 미네랄로 발생하는 흑색 분말입니다. 혼합된 산화구리 광석을 1,030도(1,900도 F) 이하의 온도에서 용광로에서 구워 대량으로 생산됩니다. 순수한 화합물은 산과 알칼리성 시안화물에 용해될 수 있습니다. 산화구리는 유리, 도자기 유약 및 인공 보석의 안료(청색에서 녹색)로 사용됩니다. 또한 석유가스의 탈황제 및 산화촉매로도 사용됩니다.
염화제2구리는 황갈색 분말로, 공기 중 수분을 쉽게 흡수하여 녹청색 수화물인 CuCl로 변합니다.2∙2H2O. 수화물은 일반적으로 금속 구리로 채워진 접촉탑에 염소와 물을 통과시켜 제조됩니다. 무수염은 수화물을 100도(212F)로 가열하여 얻습니다. 염화 제1동과 마찬가지로 염화 제2동은 탄화수소의 염소화와 같은 여러 유기 반응에서 촉매로 사용됩니다. 그 밖에도 목재 방부제, 직물의 염색 및 날염 시 매염제(고착제), 소독제, 사료첨가제, 유리 및 도자기용 색소 등의 역할을 합니다.
황산구리는 산화구리를 황산으로 처리하여 형성된 염입니다. 이는 5개의 물 분자(CuSO)를 포함하는 크고 밝은 파란색 결정으로 형성됩니다.4∙5H2O) 상업계에서는 청색 황산염으로 알려져 있습니다. 무수염은 수화물을 150도(300도 F)로 가열하여 생성됩니다. 황산구리는 살충제, 살균제, 사료 첨가제, 토양 첨가제 등 농업 목적으로 주로 활용됩니다. 그 용도는 기타 구리 화합물 제조의 원료, 분석 화학의 시약, 배터리 및 전기 도금 조의 전해질, 국소적으로 적용되는 살균제, 살균제 및 수렴제와 같은 의약용입니다.
다른 중요한 구리(II) 화합물로는 탄산구리, Cu가 있습니다.2(오)2콜로라도3황산구리용액에 탄산나트륨을 첨가한 후 여과, 건조하여 제조한 것이다. 착색제로 사용됩니다. 비소와 함께 목재 방부제 및 살충제인 구리 아세토아르세나이트(일반적으로 파리 그린으로 알려짐)를 형성합니다.
