铜在地売中的含量约万分之一,自然界中很少有金属铜形态存在,多以化合物形态存在于共生矿中。铜的矿物达两百多种,较常见并具有工业价值的铜矿物约15种,分为硫化铜矿、氧化铜矿和混合铜矿三大类,主要铜矿物有黄铜矿辉铜矿、孔雀石、蓝铜矿、斑铜矿、黝铜矿等。
铜是元素周期表中第Ⅳ周期的第一副族元素,原子序数29,相对原子质量为63.55,化合价为+1价和+2价。纯净的铜显政瑰红色或紫红色,人们常常称之为紫铜。熔融铜的密度为8.22g/cm3,纯铜的密度为8.89g/cm2。莫氏硬度为3,是一种相当柔软的金属。铜的熔点为℃,沸点通常为℃。铜有两种氧化物,即棕色的一氧化铜(Cu20)和黑色的氧化铜(Cu0)。这两种氧化物均为盐基性,可生成亚铜盐和铜盐。铜是一种重要的有色金属,在现代许多工业领域和科学技术领域中,铜已经成为必不可少的金属。
铜的电导率高,导电性能好,仅次于银,且铜的售价比银低很多,因此铜在电器、电子技术、电机制造等工业部门应用最广,用量最大,仅电器工业就耗用铜产量的一半。铜的导热性能好,在金属中处于第三位,仅次于银和金,因此常用铜来制造加热器、冷凝器、热交换器等。铜的延展性能好,易于成型和加工,因此在飞机、船舶和汽车制造等工业部门中多用来制造零部件。铜的耐腐蚀性较好,在常温下很少溶于盐酸,缓溶于稀硫酸,但溶解于热而浓的硫酸,放出SO气体,而留下硫酸铜。铜的最适宜的溶剂为硝酸。
铜易与锌、锡、铝、镍、铍等有色金属制成各种不同特性的合金,而获得越来越广泛的应用。铜与锌的合金、铜与锡的合金,人们通常分别称之为黄铜和青铜,广泛地应用于各种工业部门。铜与铝可以各种比例组成合金。以铜为主的铝合金称为铝青铜,其抗展性强,且比黄铜或锡青铜轻10%~15%,可用来制造强度与韧性均较高的铸件。在铜和镍的合金中,最重要的合金是含镍为67%、含铜为33%的蒙乃尔合金,其抗蚀性很强,即使把它加热至高温,其强度仍可保持极大的限度,因而,它比任何铜基合金或普通铜都更优良。含铍的铜合金,其力学性能超过高级优质钢,有良好的导电性,广泛用于制造无线电设备和各种部件、工具。熔渗铜钨用于电触点、半导体支座,近十几年来在火箭喷嘴上用作主要的结构材料。
铜及其化合物是新的超导体的主要组分之一。据报道,近两年来美国国际商用机器公司瓦特桑研究中心和日本筑波大学先后研究成功了超导起始转变温度分别为30K和近90K的新型超导材料。年2月24日中国科学院物理研究所赵忠贤等科学家获得了超导起始转变温度在K以上的新型超导体,其主要成分是钡、钇、铜、氧四种元素。
