Фізичні та хімічні властивості міді
Мідь та її сплави
Сполуки елементів підгрупи міді розподілені в земній корі нерівномірно, що пояснюється різницею в геологічних умовах, що склалися в різних місцях земної кулі. Найбагатші родовища міді є Конго (Катанзький пояс). Матеріали, зібрані археологами про найдавніші родовища, датуються тисячоліттями до нової ери. Найдавніші вироблення міді біля нашої країни знайдено у Закавказзі, узбережжя Балхаша, у численних пунктах Сибіру.
На початку цього століття найголовнішими родовищами, які розроблялися, були: у районі Північного Уралу – Богословський завод, у районі Нижнього Тагілу – Війський завод, а на Кавказі – Калакентський та Кедабекський заводи.
Нині відомі родовища міді на східному схилі Уралу, Середню Азію, Закавказзі тощо.
Велика кількість міді та інших копалин знаходиться на дні океанів, яка вкрита так званими конкреціями – скупченнями у вигляді каміння округлої неправильної форми. Вони містять у середньому 0,5% міді. За підрахунками вчених запаси цієї цінної та своєрідної руди становлять 5 млрд. тонн.
Фізичні та хімічні властивості міді
Метали підгрупи міді, як і лужні метали, мають по одному вільному електрону на один іон атом металу. Здавалося б, ці метали не повинні особливо сильно відрізнятися від лужних. Але вони, на відміну від лужних металів, мають досить високі температури плавлення. Велика різниця в температурах плавлення між металами цих підгруп пояснюється тим, що між іон-атомами металів підгрупи міді майже немає "зазорів" і вони розташовані ближче. Внаслідок цього кількість вільних електронів в одиниці об'єму, електронна густина, у них більша. Отже, і міцність хімічноїзв'язку вони більше. Тому метали підгрупи міді плавляться і киплять за більш високих температур.
Метали підгрупи міді мають, в порівнянні з лужними металами, мають більшу твердість. Пояснюється це збільшенням електронної щільністю та відсутністю "зазорів" між іон-атомами.
Слід зазначити, що твердість і міцність металів залежить від правильності розташування іон-атомів в кристалічній решітці. У металах, з якими ми практично стикаємося, є різні порушення правильного розташування іон-атомів, наприклад порожнечі у вузлах кристалічної решітки. До того ж метал складається з дрібних кристаликів (кристалітів), між якими зв'язок ослаблений. В Академії Наук СРСР була отримана мідь без порушення в кристалічних ґратах. Для цього дуже чисту мідь виганяли за високої температури в глибокому вакуумі на глибоку підкладку. Мідь виходила як невеликих ниточок – “вусів”. Як виявилося, така мідь у сто разів міцніша, ніж звичайна.
Колір міді та її сполук
Чиста мідь має й іншу цікаву особливість. Червоний колір обумовлений слідами розчиненого у ній кисню. Виявилося, що мідь, багаторазово вигнана у вакуумі (за відсутності кисню), має жовтуватий колір. Мідь у полірованому стані має сильний блиск.
За підвищення валентності знижується забарвлення міді, наприклад CuCl – білий, Cu2O – червоний, CuCl + H2O – блакитний, CuO – чорний. Карбонати характеризуються синім та зеленим кольором за умови утримання води, чим обумовлена цікава практична ознака для пошуків.
Мідь має найбільшу (після срібла) електропровідність, чим і обумовлено її застосування в електроніці.
Мідь кристалізується на кшталт централізованого куба (рис 1).
Малюнок 1. Кристалічні грати міді.
Характеристики основних фізико-механічних властивостей міді