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CHEMIE-MASTER-Periodensystem für den Schulgebrauch

Periodensystem für den Schulgebrauch von chemie-master.de


123456789101112131415161718
1H                He
2LiBe          BCNOFNe
3NaMg          AlSiPSClAr
4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
5RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
6CsBaLANHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
7FrRaACTRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
 
LanthanoideLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
ActinoideAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr

63,546 u

29Cu

Kupfer


  • Elementart:

    Metall

  • Elementserie:

    Übergangsmetall

  • 11. Gruppe (IUPAC)

    I. Nebengruppe ( I B )

  • 4. Periode

    N-Schale

  • Elektronenkonfiguration:

    [Ar]3d104s1

  • Schmelztemperatur:

    1356 K bzw. 1082,85 °C

  • Siedetemperatur:

    2840 K bzw. 2566,85 °C

  • Dichte:

    8,92 g/cm3

  • Oxidationsstufe(n):

    +2 (+1)

  • Elektronegativität:

    1,9

  • Atomradius:

    128 pm

  • Ionenradius [pm]:

    Cu+: 96
    Cu2+: 97

  • 1. Ionisierungsenergie:

    745,49 kJ/mol

  • 2. Ionisierungsenergie:

    1957,93 kJ/mol

  • 3. Ionisierungsenergie:

    3554,64 kJ/mol

  • elektrische Leitfähigkeit:

    59,77 × 106 S/m

  • spezifischer elektrischer Widerstand:

    0,0167308 × 10–6 Ω×m

  • Erdkrustenhäufigkeit:

    0,01 %


Kupfer (chemie-master.de - Website für den Chemieunterricht)

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.
 

Eigenschaften:

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.


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.

Vorkommen:

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.



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.


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.).
 

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