Медь. 
Химия

Медь — эго предпоследний элемент первого переходного ряда, находящийся в 11-й группе периодической системы. Его атом имеет в основном состоянии замкнутую d-оболочку и один неснаренный .s-электрон: 3d^l0AsK При переходе вправо, но ряду от железа к меди сужается диапазон доступных степеней окисления и ослабляются восстановительные свойства простых веществ. Для меди в соединениях наиболее характерна степень окисления +2, существует также довольно много соединений меди (1), а соединения меди (Ш), обладающие сильными окислительными свойствами, крайне немногочисленны.

Металлическая медь практически не окисляется в сухом воздухе, в небольших количествах она даже встречается в природе в самородном состоянии. Возможно, что именно поэтому медь стала использоваться человеком раньше других металлов, хотя ее содержание в земной коре не очень велико — около 5−10 ³ масс.%, т. е. в 1000 раз меньше, чем железа. Главные формы существования меди в земной коре — это сульфиды, полисульфиды и кислородсодержащие соединения меди (П), реже — меди (1): халькопирит CuFeS₂, ковеллин CuS, куприт СщО, малахит CuC0₂Cu (0H)₉ и др.

Медь легко восстанавливается до металла из подобных соединений, и получают ее из руд либо гидрометаллургическими (см. параграф 36.1), либо пирометаллургическими методами, причем тепло, выделяемое при окислении обогащенных сульфидных руд, используется в эндотермической конечной стадии:

Простое вещество. Медь в виде простого вещества — тяжелый (плотность 8,92 г/см³) пластичный металл характерного красноватого цвета, обладающий высокой теплопроводностью и малым электрическим сопротивлением. Больше половины получаемой меди идет на производство проводов и других токопроводящих изделий. Из меди изготовляются теплообменные детали, простейшим примером которых могут служить стержни электрических паяльников. В технике и быту часто применяются сплавы меди. Бронзы — сплавы меди и олова — используются для отливки прочных и коррозионно-устойчивых изделий с низким коэффициентом трения. Латуни — сплавы меди и цинка — легкообрабатываемые коррозионно-стойкие конструкционные материалы. И наконец, почти во всех странах монеты делают из сплавов меди. «Медные» деньги действительно содержат в основном медь с добавкой олова и никеля, а «серебряные» — никель и медь.

Стандартный потенциал Е° (Cu²⁺/Cu) = 0,34 В, и, соответственно медь нерастворима в разбавленных кислотах, но растворяется в кислотах-окислителях азотной и серной, образуя катион Си²⁺, например:

Водные растворы. Растворы солей меди (П) окрашены в характерный голубой или зеленый цвет. Среди них, вероятно, наиболее известен сульфат, который обычно служит исходным препаратом для получения остальных соединений меди. Из водного раствора он кристаллизуется в виде голубого пентагидрата CuSO^-S^O, известного как медный купорос. Он применяется для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве и для изготовления красок.

В щелочной среде из растворов солей меди (Н) могут быть осаждены основные соли; голубой гидроксид Си (ОН)₂ получают, добавляя небольшой избыток щелочи к раствору сульфата меди (Н). Гидроксид меди нерастворим в воде и разбавленных щелочах и слегка растворяется в концентрированных щелочах. Он может быть окислен до растворимых соединений меди (Ш) (в основном купрат (Ш)-иона Си0₂) действием гипохлорита в сильнощелочном растворе:

При подкислении растворы купратов (Ш) быстро разлагаются с выделением кислорода.

Медь заметно отличается от предшествующих переходных элементов склонностью к образованию соединений Cu (I) с замкнутой б/¹⁰-оболочкой. В кислых водных растворах ион Си⁺(водн) неустойчив по отношению к диспропорционированию:

Подробно этот процесс был рассмотрен в параграфе 16.5.

С донорными лигандами ион Си⁺ образует линейные комплексы с координационным числом, равным двум, например |Cu (NH₃)₂|⁺ и [СиС1₂|. Как показано в гл. 15, за счет образования комплексов медь (1) может быть стабилизирована в водном растворе. Например, для аммиачных комплексов меди схема стандартных восстановительных потенциалов имеет вид.

Поэтому диспропорционирование.

сопровождаемое отрицательным изменением потенциала АЕ° = -0,08 В, становится термодинамически невыгодным.

Оксиды. Известны два оксида меди: СиО и Си₂0. Красновато-коричневый Си₂0, применяемый как пигмент для изготовления красок, может быть получен нагреванием оксида меди (П):

Эта эндотермическая реакция сопровождается выделением кислорода и, следовательно, повышением энтропии, поэтому она становится термодинамически возможной лишь при высокой температуре — не ниже 1100 °C. При действии разбавленной серной кислоты оксид меди (1) диспропорционирует на CuSO^ и Си и растворяется в водных растворах аммиака и солей аммония с образованием комплекса [Cu (NH₃)₂]⁺.

Монооксид СиО окрашен в черный цвет и также применяется при изготовлении красок и, кроме того, при получении катализаторов для реакций окисления. Его получают разложением Си (ОН)₂ при нагревании или контролируемым нагреванием меди в измельченном состоянии (стружка, проволока) на воздухе. Оба оксида меди ядовиты.