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Kupfer

Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Kupfer, Cu, 29
Elementkategorie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 11, 4, d
Aussehen rotbraun, metallisch
CAS-Nummer

7440-50-8

EG-Nummer 231-159-6
ECHA-InfoCard 100.028.326
Massenanteil an der Erdhülle 0,01 % (25. Rang)[1]
Atomar[A 1]
Atommasse 63,546(3)[2] u
Atomradius (berechnet) 135 (145) pm
Kovalenter Radius 132 pm
Van-der-Waals-Radius 140 pm
Elektronenkonfiguration [Ar] 3d10 4s1
1. Ionisierungsenergie 7.726380(4) eV[3] ≈ 745.48 kJ/mol[4]
2. Ionisierungsenergie 20.29239(6) eV[3] ≈ 1957.92 kJ/mol[4]
3. Ionisierungsenergie 36.841(12) eV[3] ≈ 3554.6 kJ/mol[4]
4. Ionisierungsenergie 57.38(5) eV[3] ≈ 5536 kJ/mol[4]
5. Ionisierungsenergie 79.8(7) eV[3] ≈ 7700 kJ/mol[4]
Physikalisch[A 1]
Aggregatzustand fest
Kristallstruktur kubisch flächenzentriert
Dichte 8,96 g/cm³ (20 °C)[5]
Mohshärte 3,0
Magnetismus diamagnetisch (Χm = −9,6 · 10−6)[6]
Schmelzpunkt 1357,77 K (1084,62 °C)
Siedepunkt 2868 K[7] (2595 °C)
Molares Volumen 7,11 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie 305 kJ·mol−1[7]
Schmelzenthalpie 13,3[8] kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit 3570 m·s−1
Spezifische Wärmekapazität 385[1] J·kg−1·K−1
Austrittsarbeit 4,65 eV[9]
Elektrische Leitfähigkeit 58,1 · 106 S·m−1
Wärmeleitfähigkeit 400 W·m−1·K−1
Chemisch[A 1]
Oxidationszustände 1, 2, 3, 4
Normalpotential 0,340 V (Cu2+ + 2 e− → Cu)
Elektronegativität 1,9 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP
61Cu {syn.} 3,333 h ε 2,237 61Ni
62Cu {syn.} 9,74 min ε 3,948 62Ni
63Cu 69,15 % Stabil
64Cu {syn.} 12,7 h ε 1,675 64Ni
β− 0,579 64Zn
65Cu 30,85 % Stabil
66Cu {syn.} 5,088 min β− 2,642 66Zn
67Cu {syn.} 61,83 h β− 0,577 67Zn
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
  Spin-
Quanten-
zahl I 		γ in
rad·T−1·s−1 		Er (1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
63Cu 3/2 7,112 · 107 0,065 26,51
65Cu 3/2 7,604 · 107 0,0354 28,40
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[10]

Pulver

Gefahrensymbol Gefahrensymbol

Gefahr

H- und P-Sätze H: 228​‐​410
P: 210​‐​273[10]
MAK

Schweiz: 0,1 mg·m−3 (gemessen als einatembarer Staub)[11]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Kupfer (lateinisch cuprum) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Cu und der Ordnungszahl 29. Es ist ein Übergangsmetall, im Periodensystem steht es in der 4. Periode und der 1. Nebengruppe (nach neuer Zählung Gruppe 11) oder Kupfergruppe. Der lateinische Name cuprum ist abgeleitet von (aes) cyprium „Erz von der griechischen Insel Zypern“, auf der im Altertum Kupfer gewonnen wurde.

Kupfer ist ein rotbraunes, relativ weiches, formbares, korrosionsbeständiges Halbedelmetall. Es gehört wohl zu den ersten Elementen, die dem Menschen bekannt sind. Kupfer wird aufgrund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit für Stromleitungen verwendet (Silber ist noch leitfähiger, allerdings weitaus teurer). Zudem ist Kupfer häufig in Legierungen anzutreffen, zu den bekanntesten zählen Bronze und Messing. Diese Legierungen sowie reines Kupfer werden auch heute noch als Material für Münzen verwendet. Auch kommt Kupfer in Rohren zum Einsatz, da es leicht verformbar ist und kaum korrodiert. Kupfer kommt auch gediegen in der Natur vor und ist ein essenzielles Spurenelement für Menschen, Tiere und Pflanzen. Der größte Produzent von Kupfer ist Chile.

  1. ↑ a b Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. ↑ CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
  3. ↑ a b c d e Eintrag zu copper in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd). Abgerufen am 11. Juni 2020.
  4. ↑ a b c d e Eintrag zu copper bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
  5. ↑ James G. Speight: Lange's handbook of chemistry. Seventeenth edition. McGraw-Hill Education, New York 2017, ISBN 978-1-25-958610-1, S. 41.
  6. ↑ Robert C. Weast (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  7. ↑ a b Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  8. ↑ A. Lossin: Copper. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2005, doi:10.1002/14356007.a07_471.
  9. ↑ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 6: Festkörper. 2. Auflage. Walter de Gruyter, 2005, ISBN 3-11-017485-5, S. 361.
  10. ↑ a b Eintrag zu Kupfer in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 25. April 2017. (JavaScript erforderlich)
  11. ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach Kupfer und seine anorganischen Verbindungen), abgerufen am 4. März 2020.
  12. ↑ Buildingmaterials.de: Kupfer (Memento vom 15. November 2009 im Internet Archive)
  13. ↑ Baustoffsammlung der Fakultät für Architektur der TU München: Metalle – Kupfer.
  14. ↑ Eduard Vinaricky: Elektrische Kontakte, Werkstoffe und Anwendungen: Grundlagen, Technologien, Prüfverfahren. Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-642-45427-1, S. 380 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).


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