Теория:
Медь — химический элемент № \(29\). Она расположена в побочной подгруппе \(I\) группы, в четвёртом периоде.
В атоме меди полностью заполнен третий электронный слой, а на внешнем слое находится \(1\) \(s\)-электрон: .
Электронно-графическая схема атома меди выглядит следующим образом.
На наружном уровне в атоме меди всего один электрон, но в образовании химических связей участвуют также электроны с предвнешнего уровня. Поэтому медь образует соединения со степенями окисления \(+1\) и \(+2\).
Нахождение в природе и получение
По содержанию в природе медь занимает \(23\) место среди всех элементов. Она встречается в самородном виде и в виде соединений. Важнейшие медные руды: халькозин (медный блеск) , халькопирит (медный колчедан) и малахит .
 |  |  |
Рис. \(1\). Медный блеск | Рис. \(2\). Медный колчедан | Рис. \(3\). Малахит |
Для получения меди используют пирометаллургические, гидрометаллургические и электрометаллургические способы.
1) Сульфидные руды подвергаются обжигу, а карбонатные — термическому разложению. Образовавшиеся оксиды меди восстанавливают при высокой температуре:
2) Природные соединения обрабатываются серной кислотой, их превращают в сульфат меди(\(II\)):
Медь восстанавливают из полученного раствора с помощью железа или электролизом:
Физические свойства меди
Чистая медь — пластичный светло-розовый металл, который легко прокатывается в листы и вытягивается в проволоку. Медь имеет высокую электро- и теплопроводность (уступает только серебру), используется в электротехнике для изготовления проводов, кабелей и других токопроводящих изделий.
Рис. \(4\). Медный кабель
Медь относится к тяжёлым металлам, её плотность составляет \(8,92\) г/см³. Плавится медь при температуре \(1083,4°C\).
Химические свойства
В ряду активности медь располагается после водорода, относится к малоактивным металлам.
В сухом воздухе медь почти не изменяется, а во влажном реагирует с кислородом, водой и углекислым газом, поэтому постепенно покрывается зелёным налётом основного карбоната:
Медь не реагирует с водородом, азотом, фосфором, углём и кремнием, но вступает в реакции с более активными неметаллами.
Реагенты | Характеристика реакций | Уравнения реакций |
Галогены | Реагирует при комнатной температуре с образованием галогенидов | ; |
Кислород | При нагревании на воздухе покрывается чёрным налётом оксида(\(II\)); при недостатке кислорода образуется оксид меди(\(I\)) | ; |
Сера, селен | Реагирует при нагревании; в зависимости от условий образуются сульфиды и селениды меди(\(I\)) или (\(II\)) | ; |
Медь не реагирует с водой и не вытесняет водород из кислот, но взаимодействует с азотной и серной концентрированной кислотами. Она может вытеснять из растворов солей менее активные металлы (серебро, ртуть, золото, платину).
Реагенты | Характеристика реакций | Уравнения реакций |
Серная концентрированная кислота | Образуются сульфат, сернистый газ и вода | |
Азотная кислота | Образуются нитрат, вода и оксид азота | |
Растворы солей | Вытесняет из растворов солей менее активные металлы |
Смотри видео «Взаимодействие меди с нитратом ртути».
Источники:
Рис. 1. Медный блеск. Общественное достояние; https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5f/Chalcocite.jpg. Дата обращения: 20.03.2023.
Рис. 2. Медный колчедан, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/chalcopyrite-mineral-copper-pyrite-ore-1532480048. Дата обращения: 20.03.2023.
Рис. 3. Малахит. Автор: Taken by Alkivar. Общественное достояние; https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/MoreMalachite.jpg. Дата обращения: 20.03.2023.
Рис. 4. Медный кабель, https://shutterstock.com/image-photo/closeup-copper-wire-concept-industry-260nw-371689564.jpg. Дата обращения: 17.03.2023.