Kupfer
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Kupfer (von lat. cuprum = Kupfer) ist ein chemisches Element mit dem Symbol Cu und er Ordnungszahl 29.
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| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Name, Symbol, Ordnungszahl | Kupfer , Cu, 29 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | Übergangsmetalle | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 11 , 4 , d | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte, Mohshärte | 8920 kg/m3, 3.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | kupferfarben, metallisch | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomgewicht | 63.536 amu | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 135 (145) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 138 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| van der Waals-Radius | 140 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Ar]3d104s1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| e- 's pro Energieniveau | 2, 8, 18, 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände (Oxid) | 2,1 (leicht basisch) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | kubisch flächenzentriert | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand (Magnetismus) | fest (__) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 1357.6 K (1084.4°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 2840 K (2567°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 7.11 ×10-3 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungswärme | 300.3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzwärme | 13.05 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Dampfdruck | 0.0505 Pa bei 1358 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 3570 m/s bei 293.15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Verschiedenes | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1.9 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 380 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 59.6 106/m Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 401 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 745.5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 1957.9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 3555 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 5536 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Stabilste Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt, sofern nicht anders angegeben. |
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Der lateinische Name cuprum ist abgeleitet von lat. cyprium = Erz von der Insel Zypern.
Verwendung
Wegen seiner guten elektrischen Leitfähigkeit wird Kupfer hauptsächlich in Kabeln verwendet. Gelegentlich werden auch Dächer mit Kupferplatten gedeckt, auf denen sich dann eine grünliche Patina bildet. Kupfer ist auch Bestandteil vieler Legierungen wie Messing, Bronze und Neusilber. Kupferlegierungen werden für Münzen, Schmuck, Besteck, Armaturen, Musikinstrumente u.s.w. verwendet.
Geschichte
Kupfer, Gold und Zinn waren die ersten Metalle welche die Menschheit in ihrer Entwicklung kennen lernte. Kupfer wurde bereits von den ältesten bekannten Kulturen vor ca. 10000 Jahren benutzt.
Bronze war eine sehr wirchtige Legierung, so dass eine ganze Epoche, die Bronzezeit nach ihr benannt wurde.
Im antiken Griechenland war Messing bereits bekannt, wurde aber erst von den Römern stärker verwendet.
Verbindungen
Kupfer hat in Verbindungen meistens die Oxidationsstufen +1 oder +2. Es bildet an seiner Oberfläche ein schwarzes, festes Oxid, je nach Luftzusammensetzung auch grüne Carbonate, Sulfate und Chloride. Auch in einigen Supraleitern wie YBCO (YBa2Cu3O7-x) ist Kupfer enthalten.
Vorkommen
Kupfer wird aus Kupferkies (CuFeS2), Kupferglanz (CuS2), seltener auch aus Bornit (Cu3FeS3), Atacamit [CuCl2 · Cu(OH)2] und anderen Erzen gewonnen. Teilweise findet sich Kupfer auch gediegen in der Natur.
Biologische Wirkung
Kupfer wirkt (vor allem in Form seiner Ionen) antibakteriell, weshalb Blumenwasser, das in Kupfergefäßen aufbewahrt wird, nicht so schnell faul wird. Angeblich machten sich schon die alten Ägypter diesen Effekt zunutze. Seine durch saures Wasser gelösten Ionen können beim Menschen schwere Leberschäden hervorrufen, weil es ein Schwermetall ist.
Kupfervitriol (-sulfat) ist ein starkes Brechmittel, und wird deshalb zur Behandlung vieler Vergiftungen eingesetzt (z.B. durch weißen Phosphor).
Kupfer ist aber für alle höheren Lebewesen als Bestandteil vieler Enzyme auch ein lebensnotwendiges Spurenelement.