铜密度是多少（铜金属系列：简介）

铜是人类最早使用的金属之一。早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。

1理化性质

铜是一种过渡元素，铜化学符号Cu，英文copper，原子序数29，相对原子质量63.5，原子半径：186pm，电子层分布：2-8-18-1。铜有29个同位素，Cu63和Cu65很稳定，它们的自旋量子数都为3/2。

图1元素周期表

纯铜表面刚切开时为红橙色带金属光泽，单质呈紫红色。铜延展性好，导热性和导电性高。纯铜的密度8.92克/立方厘米，熔点1083.4±0.2℃，沸点2567℃。铜是不太活泼的重金属，在常温下不与干燥空气中的氧气化合，加热时能产生黑色的氧化铜。在潮湿的空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层铜绿（碱式碳酸铜），铜绿可防止金属进一步腐蚀。

铜板

铜金属有一些优良的性质，在生产和生活中应用广泛。

铜的性质及用途

2铜的形成及地壳含量

元素的结合能越大，表示原子核越稳定，铁56的比结合能是所有原子中最大的，所以铁56是最稳定的原子，比铁更高的元素叫做超重元素。比铁低的元素由恒星的核聚变产生，比如现在太阳中的核聚变就是氢变成了氦，并释放出大量能量，但此过程到铁为止，再往后就从放热变成了吸收能量，导致链式聚变反应不能继续。根据研究，超重元素起源于超新星爆发，大质量恒星在超新星爆发时，能达到100亿度以上的温度，此时快中子密度极高，于是铁元素在超新星爆发中进行快中子俘获过程，可以生成大量的超重元素；或者在双中子星合并事件中，中子溃散后不久会衰变为质子，也能形成大量的超重元素。铜也形成于这些事件，并在恒星的衰老和死亡后抛射出去，飘荡在太空中，重新组合成星体或者被星体捕获，地球上的铜就是这样来的。

元素丰度，即元素的相对含量﹐是指研究体系中被研究元素的相对含量，用重量百分比表示，地壳元素丰度又称为克拉克值。铜在地壳中的含量约为0.01%，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3%～5%。自然界中的铜，多数以化合物即铜矿石存在。

3铜的化合物

3.1氧化态为+Ι的化合物

（1）氧化物

Cu₂O在高温加热的的时候，不仅Cu+与碱直接反应，Cu与O2直接反应，此外，还能够非常方便的根据糖还原Cu(?)盐的碱性溶液制得。Cu₂O属于共价型化合物，呈弱碱性，对热非常稳定，在1508K也不会发生分解，不溶于水，属于有毒物质，有着半导体性质，经常使用其与铜来对亚铜整流器进行制作。而在对玻璃与搪瓷进行制作时通常被作为红色颜料，同时还能够作为船底漆。

（2）硫化亚铜

其属于难溶的黑色物质，将H₂S通入Cu(I)盐溶液内，或者是根据大量的铜与硫直接加热制得。在硫酸铜溶液内，加入Na₂S₂O₃溶液共热也可以生成Cu₂S沉淀。

3.2氧化态为+Ⅱ的氧化物

（1）氧化物与氢氧化物

铜放置在氧气或者是空气中，经过长时间加热，或是把氢氧化铜热分解，都能够制得黑色的氧化铜。氧化铜属于碱性氧化物，不能够溶于水但可以溶于酸，有很高的热稳定性，大于1273K的时候，才会分解成Cu₂O与O₂，在高温中容易被H2、C、NH3等还原成铜。

（2）卤化铜

除了碘化铜，任何卤化铜都能够使用氧化铜与氢卤酸反应制得。在这之中氯化铜最为关键，氯化铜溶液浓度不一样，颜色也有一定差异，在较浓的溶液中CuCl₂呈黄绿色，而在稀溶液中呈蓝色，在两者共存的情况下呈绿色。

（3）硫酸铜

其水合物CuSO₄·5H₂O也称之为蓝帆与胆矾，可以使用热浓硫酸将铜溶解，或是当氧气存在时候，利用稀热硫酸和铜反应制得[1]。

天然的铜的化合物是铜金属的重要来源，除天然铜以外，铜矿石可分为两类：

（1）硫化矿，如黄铜矿（CuFeS₂）、斑铜矿（Cu5FeS₄）和辉铜矿（Cu₂S）等。

（2）氧化矿，如赤铜矿（Cu₂O）、孔雀石[Cu₂(OH)₂CO₃]、硅孔雀石（CuSiO₃·2H₂O）、蓝铜矿[2CuCO₃·Cu(OH)₂]等。

4铜的用途

铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。

（1）电器和电子市场

铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上，用于各种电缆和导线、电机和变压器的绕阻、开关以及印刷线路板等[2]。

（2）交通设备

交通设备是铜的第三大市场，与二十世纪60年代基本相同。铜在交通设备主要用在自动电器和电子产品中。

（3）工业机器和设备

在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产300万发子弹，需用铜13～14吨。在建筑工业中，用作各种管道、管道配件、装饰器件等。

（4）医学

在农牧业领域，铜的化合物是消除病虫害的有效杀菌农药，可以控制所有霉菌或真菌引起的病害。

（5）有机化学

有机化学中，有机铜锂化合物是一类重要的金属有机化合物。在工业领域，几乎每一行业都能够应用到铜的化合物。添加铜化合物的油漆具有抗海水生物污损的作用；铜的一些有机化合物是有效的防腐剂，用于纸浆、木材、木制品和帆布等织物的防腐；铜的某些化合物是橡胶、石油和人造纤维生产过程中的重要化学制剂，能够起到催化、净化等作用。

（6）合金

而铜可用于制造多种合金，铜的重要合金有以下几种：

黄铜是铜与锌的合金，因色黄而得名。黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。黄铜敲起来声音好听，因此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制作的。

航海黄铜是铜与锌、锡的合金，抗海水侵蚀，可用来制作船的零件、平衡器。

青铜是铜与锡的合金，因色青而得名。在古代为常用合金（如中国的青铜时代）。青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、铸造性和优良的机械性能。用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海水腐蚀的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。青铜还有一个反常的特性—“热缩冷胀”，用来铸造塑像，冷却后膨胀，可以使眉目更清楚。

磷青铜是铜与锡、磷的合金，坚硬，可制弹簧。

白铜是铜与镍的合金，其色泽和银一样，银光闪闪，不易生锈。常用于制造硬币、电器、仪表和装饰品[3]。