Медь

Медь — элемент побочной подгруппы I группы. Электронная конфигурация атома меди $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^1$ . Так как энергии $4s^{-}$ и $3d$ — подуровней очень близки, возможна ионизация не только $4s$ — электрона, но и одного $3d$ -электрона. В результате медь проявляет степени окисления +1 и +2. (Потеря третьего электрона с $3d$ -подуровня требует очень большой энергии, поэтому соединения $\mathrm{Cu^{3+}}$ для меди не типичны.)

Свойства меди

Медь — достаточно активный элемент и потому в свободном виде в природе встречается очень редко. Она образует минералы: медный блеск $\mathrm{Cu_2S}$ , куприт $\mathrm{Cu_2O}$ , медный колчедан $\mathrm{CuFeS_2}$ , малахит $\mathrm{(CuOH)_2 CO_3}$ .

Для получения меди из сульфидных руд производят их обжиг, при этом идут реакции:

\[
\begin{align*}
\mathrm{2Cu_2S} + 3\mathrm{O_2} &→ 2\mathrm{Cu_2O} + 2\mathrm{SO_2} \\
\mathrm{2Cu_2O} + \mathrm{Cu_2S} &→ 6\mathrm{Cu} + \mathrm{SO_2}
\end{align*}
\]

Очистка меди производится путем электролиза с растворимыми медными анодами. Очищенная (рафинированная) медь осаждается на катоде.

Чистая медь — очень пластичный металл красного цвета. По электропроводности стоит на 2-м месте, лишь немного уступая серебру.

При комнатной температуре в отсутствие влаги медь химически довольно устойчива. Однако, во влажном воздухе, содержащем кислотные газы ( $\mathrm{CO_2}$ например) медь покрывается слоем патины, который состоит из оксидов и основных карбонатов меди.

При нагревании реакционная способность меди значительно повышается, и медь реагирует со многими простыми и сложными веществами:

\mathrm{ 2Cu+O_2 → 2CuO} \\ \mathrm{Cu+Cl_2 → CuCl_2 \\ Cu+S → CuS }

В ряду напряжений медь стоит правее водорода, поэтому она реагирует только с кислотами-окислителями:

\[ \begin{align*}
\mathrm{Cu} + 2\mathrm{H_2SO_{4(окисл.)}} &→ \mathrm{CuSO_4} + \mathrm{SO_2} + 2\mathrm{H_2O} \\
\mathrm{Cu} + 4\mathrm{HNO_{3(конц.)}} &→ \mathrm{Cu(NO_3)_2} + 2\mathrm{NO_2} + 2\mathrm{H_2O} \\
3\mathrm{Cu} + 8\mathrm{HNO_{3(разб.)}} &→ 3\mathrm{Cu(NO_3)_2} + 2\mathrm{NO} + 4\mathrm{H_2O}
\end{align*} \]

В разбавленных водных растворах гидратированные ионы $\mathrm{Cu^{2+}}$ имеют красивый голубой цвет.

Применение меди

Медь используется главным образом для изготовления электрических проводов и кабелей. Она входит также в состав многих сплавов, например латуни (сплав меди с цинком), бронзы (сплав с оловом) и другие. Соединения меди применяют в медицине и в сельском хозяйстве — для борьбы с вредителями и болезнями растений.

Медь была одним из первых металлов, которыми человечество начало активно пользоваться в своем развитии. Еще в древности медь использовалась для создания различных предметов, украшений, оружия и инструментов.

Медь обладает антибактериальными свойствами, что делает ее полезной в медицинской сфере. Ее ионы меди $\mathrm{Cu^{2+}}$ имеют способность уничтожать многие бактерии и вирусы, что позволяет использовать этот химический элемент для изготовления медицинских инструментов, поверхностей и аксессуаров.

Медь имеет большое культурное значение в различных культурах и традициях. Ее использовали для создания монет, украшений, художественных изделий и архитектурных элементов. В различных странах она ассоциируется с различными символами и представляет особую ценность.

Медь является перерабатываемым материалом, что способствует снижению негативного воздействия на окружающую среду. Она легко переплавляется и широко используется для производства новых изделий.