3.1 Пирометаллургический метод

Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, например, халькопирита CuFeS2. Халькопиритное сырье содержит 0,5-2,0 % Cu. После флотационного обогащения исходной руды концентрат подвергают окислительному обжигу при температуре 1400°:

Затем обожженный концентрат подвергают плавке на штейн. В расплав для связывания оксида железа добавляют кремнезем:

Образующийся силикат в виде шлака всплывает и его отделяют. Оставшийся на дне штейн — сплав сульфидов FeS и Cu2S — подвергают бессемеровской плавке. Для этого расплавленный штейн переливают в конвертер, в который продувают кислород. При этом оставшийся сульфид железа окисляется до оксида и с помощью кремнезема выводится из процесса в виде силиката. Сульфид меди частично окисляется до оксида и затем восстанавливается до металлической меди:

Получаемая черновая медь содержит 90,95 % металла и подвергается дальнейшей электролитической очистке с использованием в качестве электролита подкисленного раствора медного купороса. Образующаяся на катоде электролитическая медь имеет высокую чистоту до 99,99 % и используется для изготовления проводов, электротехнического оборудования, а также сплавов.

3.2 Гидрометаллургический метод

Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе аммиака; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом:

3.3 Электролизный метод

Электролиз раствора сульфата меди:

4. Физические свойства

Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.

Наряду с осмием, цезием и золотом, медь — один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, отличную от серой или серебристой у прочих металлов. Этот цветовой оттенок объясняется наличием электронных переходов между заполненной третьей и полупустой четвёртой атомными орбиталями: энергетическая разница между ними соответствует длине волны оранжевого света. Тот же механизм отвечает за характерный цвет золота.

Медь образует кубическую гранецентрированную решётку, пространственная группа F m3m, a = 0,36150 нм, Z = 4.

Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности среди металлов после серебра). Удельная электропроводность при 20 °C: 55,5-58 МСм/м. Медь имеет относительно большой температурный коэффициент сопротивления: 0,4 %/°С и в широком диапазоне температур слабо зависит от температуры. Медь является диамагнетиком.

Существует ряд сплавов меди: латуни — с цинком, бронзы — с оловом и другими элементами, мельхиор — с никелем и другие.

5. Электронное строение атома

5.1 Характеристика элемента

Электронная формула: 1s ²2s ²2p ⁶3s ²3p⁶4s ¹3d¹⁰

Порядковый номер: 29

Номер периода: 4

Номер группы: 1

Принадлежит к Б группе

Возможен эффект «провала электрона», т.е. переход электрона с внешнего энергетического уровня на более низкий (3d⁹4s² -> 3d¹⁰4s¹)

Валентные подуровни: 3d 4s

Набор квантовых чисел:

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
n	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	4
l	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	0
ml	-2	-1	0	+1	+2	-2	-1	0	+1	+2	0
ms	+1/2	-1/2	+1/2	-1/2	+1/2	-1/2	+1/2	-1/2	+1/2	-1/2	+1/2

В соединениях медь проявляет две степени окисления: +1 и +2. Первая из них склонна к диспропорционированию и устойчива только в нерастворимых соединениях (Cu₂O, CuCl, CuI и т. п.) или комплексах (например, [Cu(NH₃)₂]⁺). Её соединения бесцветны. Более устойчива степень окисления +2, которая даёт соли синего и сине-зелёного цвета. В необычных условиях можно получить соединения со степенью окисления +3 и +5. Последняя встречается в солях купраборанового аниона Cu(B₁₁H₁₁)₂³⁻

По правилу Гунда:

1. Бинарные соединения

Сульфид меди(I) — неорганическое вещество с формулой . Относится к классу бинарных соединений. Может также рассматриваться как соль одновалентной меди и сероводородной кислоты.Сульфид меди(II) (моносульфид меди) — CuS, неорганическое бинарное соединение двухвалентной меди с серой. Чёрное, нерастворимое в воде и разбавленных растворах кислот вещество. Встречается в природе в виде редкого минерала ковеллина. Хлорид меди(I) — бинарное химическое соединение, медная соль хлороводородной кислоты. Представляет собой белый или зеленоватый порошок, практически нерастворимый в воде. Зеленоватую окраску придают примеси хлорида меди(II). Хлорид меди(II) (медь хлорная) — бинарное неорганическое вещество, соединение меди с хлором, относящееся к классу галогенидов и солей (может рассматриваться как соль соляной кислоты и меди). Образует кристаллогидраты вида CuCl₂·nH2O. Бромид меди(I) — неорганическое вещество с формулой CuBr, соединение меди и брома. Относится к классу бинарных соединений, может рассматриваться как соль одновалентной меди и бромоводородной кислоты. В чистом виде — белое кристаллическое вещество, примеси бромида меди(II) окрашивают его в зеленоватый цвет. Иодид меди(I) — неорганическое вещество с формулой , соединение меди и иода. Относится к классу бинарных соединений, может рассматриваться как соль одновалентной меди и иодоводородной кислоты. В чистом виде — белое кристаллическое вещество, со временем приобретает бурый цвет из-за разложения на медь и иод.Фторид меди(II) — это неорганическое бинарное химическое соединение. Химическая формула CuF₂. Пространственная структура фторида меди (II)