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Das Periodensystem der Elemente
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Kupfer
63,546 u
29Cu
Nebengruppe I b
(Kupfergruppe)
4. Periode
________________
11. Gruppe (IUPAC 89)
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Elementart: Metall Oxidationsstufe(n): +2 (+1)
Schmelztemperatur: 1083 °C (1356 K) Elektronegativität: 1,9
Siedetemperatur: 2567 °C (2840 K) Atomradius: 128 pm
Dichte: 8,92 g/cm3 Erdkrustenhäufigkeit: 0,01 %
Anordnung der Elektronen
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f .. 6s 6p 6d ... 7s
2 2 6 2 6 10 1                          
Name Lateinisch »cuprum«, benannt nach der Insel Zypern.
Entdeckung Die erstmalige Herstellung und Verwendung von Kupfer lässt sich auf ca. 8000 v. Chr. datieren. Kupfer ist damit das erste Metall, das der Mensch zu benutzen lernte.
 
Kupferbarren aus römischer Zeit.
Das Bild zeigt Kupferbarren aus der Ladung eines versunkenen römischen Schiffes, zu sehen im "Musée départemental de l'Arles antiques" in Arles (Südfrankreich).
Eigenschaften
Kupfer(II)-chlorid färbt die Flamme blaugrün.
Kupfer ist ein rötliches, recht weiches und dehnbares Schwermetall. Es ist ein guter Wärme- und Stromleiter. Kupfer oxidiert an feuchter Luft zu Kupfer(I)-oxid Cu2O. Mit Kohlenstoffdioxid CO2 und Wasser bildet es grünes Kupferhydroxidcarbonat (Patina). Kupferoxid bzw. Patina schützen vor weiterer Zerstörung.
Wetterhahn mit Patina
Patina auf einem zur Reparatur abgenommenen Wetterhahn.
 
Kupfer ist unlöslich in Salzsäure, aber löslich in der oxidierend wirkenden Salpetersäure. Cu2+-Ionen sind blau gefärbt. Für niedere Organismen sind Cu2+-Ionen stark giftig.
Kupfersulfat
Kupfersulfat-Kristalle ("Blaustein")
[Cu(H2O)4]2+[SO4]2- × H2O
CuSO4 × 5 H2O
Vorkommen Chuquicamata - größter Kupfererz-Tagebau der Welt.
Das von dem deutschen Radarsatelliten "TerraSAR-X" aufgenommene Bild zeigt den größten Kupfererz-Tagebau der Welt: Chuquicamata in Chile. Der Tagebau geht bald bis über 1.000 m in die Tiefe. Der Kupfergehalt des Gesteins – täglich werden davon ca. 180.000 Tonnen abgebaut – liegt bei rund 1,5%. Dem entspricht eine Kupferproduktion 2.500 Tonnen täglich. Die Mine gehört heute dem chilenischen Staatsunternehmen Codelco.
Kupfer-Vererzung mit Chrysokoll
Blaue Kupfer-Erze, vorwiegend Chrysokoll, ein Kupfer-Aluminium-Silicat (Omaue-Mine in Namibia)
Meist in sulfidischen Erzen (Chalkopyrit, Bornit u.a.), gelegentlich auch gediegen. Die bedeutendsten Kupfererzvorkommen liegen in Chile und den USA. Als Spurenelement findet sich Kupfer in pflanzlichen und tierischen Organismen.
 
Malachit (grün) auf Chalkopyrit. Fundort: Kupfergrube bei Kölschhausen/Hess.
Malachit (grün) auf Chalkopyrit (Ehemalige Kupfergrube ("Grube Marie") bei Kölschhausen/Hess.).
Gediegenes Kupfer (Herkunft: Arizona/USA)
Gediegenes Kupfer (Herkunft: Arizona/USA)
Herstellung Aufbereitung des Kupfererzes durch Flotation, dann Überführung durch »Rösten« in Oxid, anschließend Reduktion mit Kohle.
Zur Entfernung von Fremdelementen wird das Rohkupfer als Anode in schwefelsaurer Kupfersulfat-Lösung einer Elektrolyse mit einer angelegten Gleichspannung zwischen 0,3 und 2 V unterzogen. Dabei geht das Kupfer der Anode in Lösung und scheidet sich als Elektrolytkupfer mit einem Reinheitsgrad von mehr als 99,95% an der Kathode wieder ab. Unedlere Elemente wie z.B. Zn, Ni, Co und Fe bleiben gelöst. Die edleren hingegen (z.B. Ag, Au, Pd, Pt, Se, Te, Bi, As, Sb und Pb) sinken zusammen mit etwas abgerissenem Kupfer als "Anodenschlamm" zu Boden.
Verwendung Als Leiter in der Elektrotechnik; für Heiz- und Kühlrohre; Rohre für Gas- und Wasserinstallation; Dachrinnen; Kupfergefäße; für Legierungen (Messing, Bronze, Rotguss, Hartlot, Neusilber u.a.).
 
Kupferkabel, z.T. verzinnt
Kabel aus Elektrolytkupfer, teilweise zum Schutz vor Korrosion verzinnt, finden auch im Automobilbau umfangreiche Anwendung. In modernen Fahrzeugen werden bis zu 3 km kupferhaltige Leitungen verlegt. Bei großen Fahrzeugen können auch bis zu 5 km Länge erreicht werden.
Isotope 63Cu (69,17%), 65Cu (30,83%)
Redox-Potenziale
Cu+ Cu2+ + e +0,17 Volt
Cu Cu2+ + 2 e +0,337 Volt
Cu Cu+ + e +0,522 Volt
CuI Cu2+aq + I – + e +0,85 Volt
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Quellenangabe für diese Seite:
 chemie-master.de: Periodensystem für den Schulgebrauch, Online im Internet: 
 http://www.chemie-master.de/pse/pse.php?modul=Cu [Stand 21.11.2017] 
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