原子序数 29 · 过渡金属
铜 Cu
别名: Copper
铜是一种柔软的橙红色金属,导电性在所有元素中仅次于银。它是人类最早使用的金属之一,至今仍输送着世界上大部分的电力,对电动机、电子产品和向电动交通的转型都至关重要。
主要性质
| 原子序数 | 29 |
|---|---|
| 原子量 | 63.546 (CIAAW 2024 简化标准原子量) |
| 分类 | 过渡金属 |
| 族 | 11 |
| 周期 | 4 |
| 区 | d |
| 物态(25 °C,1 atm) | 固态 |
| 熔点 | 1357.77 K (1084.6 °C) |
| 沸点 | 2835 K (2561.8 °C) |
| 密度 | 8.933 g/cm³ |
| 电负性(鲍林标度) | 1.9 |
| 原子半径(范德华半径) | 140 pm |
| 第一电离能 | 7.726 eV |
| 电子亲和能 | 1.228 eV |
| 氧化态 | +2, +1 |
| 发现 | 古代 |
电子排布
- 简写
- [Ar]4s1 3d10
- 完整
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
- 各电子层电子数
- 2 · 8 · 18 · 1
轨道表示式
在周期表中的位置
发现历史
铜在自然界中以纯金属形态存在,因此是人类最早加工成形的金属之一。中东出土的铜饰品可追溯到约一万年前,是用自然铜锤打而成的。大约在公元前第五个千年,人们学会了从矿石中冶炼铜;后来又发现加入锡可以得到更坚硬的合金 青铜,“青铜时代”即因此得名,它在近东始于约公元前3300年。
塞浦路斯岛是地中海世界铜的主要来源,罗马人的铜大多来自那里。铜及其合金被用来制作工具、兵器、钱币、镜子和水管。
19世纪,电报以及后来的电力和电话网络对铜线产生了巨大需求,电解精炼则提供了良好导电性所需的高纯铜。
名称由来
罗马人称这种金属为 aes Cyprium,意为“塞浦路斯的金属”,后来简化为cyprum,再变为 cuprum,元素符号 Cu 即由此而来。英语copper也源于同一个拉丁词。中文“铜”(繁体“銅”)是古老的汉字,古代常称“金”或“赤金”。
主要用途
- 电线:建筑布线、电力电缆、变压器和电动机绕组占铜用量的最大份额。
- 电子:印刷电路板和芯片互连都依赖铜。
- 管道与传热:铜管、散热器、空调盘管和换热器。
- 合金:黄铜(铜锌合金)用于管件和乐器,青铜(铜锡合金)用于轴承和雕塑,白铜用于硬币。
- 电动汽车与可再生能源:电动汽车、风力涡轮机和太阳能设施所用的铜比传统同类设备多得多。
同位素
铜有两种稳定同位素:铜-63(约69%)和 铜-65(约31%)。在其放射性同位素中,半衰期约12.7小时的 铜-64 用于PET成像,并被研究用于治疗;半衰期约2.6天的 铜-67 正在被研究用于癌症的靶向治疗。
日常生活中
铜是一种必需的微量元素。它是多种酶的组成部分,这些酶帮助身体利用铁、在细胞中产生能量并构建结缔组织。贝类、坚果、种子、全谷物和动物内脏都是铜的良好来源。在遗传病威尔逊病中,身体无法排出多余的铜,铜会在肝脏和大脑中积聚。
章鱼、鱿鱼和鲎的血液是蓝色的,因为它们的氧载体血蓝蛋白含有铜而不是铁。铜表面还能随时间推移杀灭许多微生物。
小知识
- 铜的熔点约为1,358 K(1,085 °C)。
- 自由女神像的绿色是其铜皮风化后形成的铜锈。
- 除了金以及铯的淡金色之外,铜是唯一一种呈现鲜明颜色而非灰色或银色的纯金属。
同族元素 (11)
数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。