铜 2009年03月24日修订版

BY banlang

心气虚,则脉细;肺气虚,则皮寒;肝气虚,则气少;肾气虚,则泄利前后;脾气虚,则饮食不入。

铜是一种化学元素,它的化学符号是Cu(拉丁语Cuprum),它的原子序数是29,是一种过渡金属。

铜的特性

镍 - - 锌
 


 
铜在元素周期表中的位置
元素周期表
总体特性
名称, 符号, 序号 铜、Cu、29
系列 过渡金属
族, 周期, 元素分区 11族, 4, d
密度、硬度 8920 kg/m3、3.0
颜色和外表

铜金属色

铜离子(II):蓝色

地壳含量 0.01 %
原子属性
原子量 63.546 原子量单位
原子半径(计算值) 135(145)pm
共价半径 138 pm
范德华半径 140 pm
价电子排布 [氩]3d104s1
电子在每能级的排布 2,8,18,1
氧化价(氧化物) 2,1(弱碱性)
晶体结构 面心立方晶格
物理属性
物质状态 固态(反磁性)
熔点 1357.6 K(1084.4 °C)
沸点 2840 K(2567 °C)
摩尔体积 7.11×10-6m3/mol
汽化热 300.3 kJ/mol
熔化热 13.05 kJ/mol
蒸气压 0.0505 帕(1358K)
声速 3570 m/s(293.15K)
其他性质
电负性 1.9(鲍林标度)
比热 380 J/(kg·K)
电导率 59.6×106/(米欧姆)
热导率 401 W/(m·K)
杨氏模数 124 GPa
第一电离能 745.5 kJ/mol
第二电离能 1957.9 kJ/mol
第三电离能 3555 kJ/mol
最稳定的同位素
同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量
MeV
衰变产物
63Cu 69.17 % 稳定
64Cu 人造 12.7小时 电子捕获
β衰变
1.675
0.579
64Ni
64Zn
65Cu 30.83 % 稳定
核磁共振特性
63Cu 65Cu
核自旋 3/2 3/2
灵敏度 0.0931 0.114
在没有特别注明的情况下使用的是
国际标准基准单位单位和标准气温和气压

显著的特性

纯铜是一种坚韧、柔软、富有延展性的紫红色而有光泽的金属,1克的铜可以拉成3000米长的细丝,或压成10多平方米几乎透明的铜箔。纯铜的导电性和导热性很高,仅次于银,但铜比银要便宜得多。

铜的颜色很像金,但发红,铜离子的颜色为蓝色。有剧毒,不过,用特定加工法加工的铜没有毒。

铜在干燥空气中安定,可保持金属光泽。但在潮湿空气中,表面会生成一层铜绿(碱式碳酸铜,分子式:Cu2(OH)2CO3),保护内层的铜不再被氧化。反应方程式:

历史

铜是古代就已经知道的金属之一。一般认为人类知道的第一种金属是金,其次就是铜。铜在自然界储量非常丰富,并且加工方便。铜是人类用于生产的第一种金属,最初人们使用的只是存在于自然界中的天然单质铜,用石斧把它砍下来,便可以锤打成多种器物。随着生产的发展,只是使用天然铜制造的生产工具就不敷应用了,生产的发展促使人们找到了从铜矿中取得铜的方法。

含铜的矿物比较多见,大多具有鲜艳而引人注目的颜色,例如:金黄色的黄铜矿CuFeS2,鲜绿色的孔雀石CuCO3Cu(OH)2,深蓝色的石青2CuCO3Cu(OH)2,赤铜矿Cu2O,辉铜矿Cu2S等,把这些矿石在空气中焙烧后形成氧化铜CuO,再用碳还原,就得到金属铜。反应方程式:

另外,斑铜矿也是很常见的铜矿石。

纯铜制成的器物太软,易弯曲。人们发现把锡掺到铜里去,可以制成铜锡合金──青铜。青铜比纯铜坚硬,使人们制成的劳动工具和武器有了很大改进,人类进入了青铜时代,结束了人类历史上的新石器时代。

应用

铜的最普遍用途在于制造电线,通常现时所用的电线都是由纯铜制成,这是因为它的导电性和导热性都仅次于银,但却比银便宜得多。

而铜可用于制造多种合金,铜的重要合金有以下几种:

黄铜

黄铜是铜与锌的合金,因色黄而得名。黄铜的机械性能和耐磨性能都很好,可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。黄铜敲起来声音好听,因此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。 航海黄铜

铜与锌、锡的合金,抗海水侵蚀,可用来制作船的零件、平衡器。 青铜

铜与锡的合金叫青铜,因色青而得名。青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、铸造性和优良的机械性能。用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海水腐蚀的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。青铜还有一个反常的特性——“热缩冷胀”,用来铸造塑像,冷却后膨胀,可以使眉目更清楚。 磷青铜

铜与锡、磷的合金,坚硬,可制弹簧。 白铜

白铜是铜与镍的合金,其色泽和银一样,银光闪闪,不易生锈。常用于制造硬币、电器、仪表和装饰品。 十八开金(18K金)

6/24的铜与18/24的金的合金。红黄色,硬度大,可用来制作首饰、装饰品。

铜对人体的作用

主条目:铜营养

铜的离子(铜质)对生物而言,不论是动物或植物,是必需的元素。人体缺乏铜会引起贫血,毛发异常,骨和动脉异常,以至脑障碍。但如过剩,会引起肝硬化、腹泻、呕吐、运动障碍和知觉神经障碍。

一般来说,牛肉、葵花籽、可可、黑椒、羊肝等等都有丰富的铜质。

世界10大铜消费国之消费量

单位:千公吨

国名 1977 1982 1987 1992
美国 1986.6 1664.2 1276.7 2057.8
日本 1127.1 1243.0 1276.6 1613.2
德国 894.9 847.8 970.1 994.8
前苏联 1290.0 1320.0 1270.0 880.0
中国 346.0 398.0 470.0 590.0
法国 326.1 419.0 399.0 481.2
意大利 326.0 342.0 420.0 470.7
比利时 295.4 277.1 291.8 372.0
韩国 53.2 131.9 259.0 343.2
英国 512.2 355.4 327.7 269.4
十大国消费量 7157.5 6998.4 7810.9 8072.3
全球消费量 9059.9 9033.1 10413.6 10714.0

世界十大铜矿产国

年产量(千公吨)

国名 1977 1982 1987 1992
智利 1056.5 1242.2 1412.9 1940.0
美国 1346.8 1147.0 1243.6 1760.5
加拿大 780.9 612.4 794.1 764.2
赞比亚 656.2 574.5 463.2 440.0
波兰 284.8 376.0 438.0 387.0
中国 99.8 175.0 250.0 375.0
俄罗斯 853.0 560.0 630.0 375.0
秘鲁 350.1 353.8 417.6 368.1
哈萨克 - - - 350.0
澳大利亚 220.0 245.3 232.7 326.0
十国小计 5666.1 5286.2 5882.1 7085.8
全球总计 7716.4 7622.3 8306.3 9289.6

英文名

ketones

别名

血清铜;Cu

正常值

分光光度分析法、比色法:

出生~6个月: 3.14~10.99μmol/L (20~70μg/dl)

6岁: 14.13~29.83μmol/L (90~190μg/dl)

成人: 男:10.99~21.98μmol/L (70~140μg/dl) 女:12.56~24.34μmol/L (80~155μg/dl)

妊娠足月:18.53~47.41μmol/L (118~302μg/dl)

成人(红细胞):14.13~23.55μmol/L (90~150μg/dl)

化验结果意义

(1)增多: ①内分泌疾病:生长激素缺乏症、艾迪生病、使用雌激素等。 ②精神、神经疾病:抗痉挛剂的使用、偏食症(Pica)等。 ③骨肌肉疾病:骨形成不全症、风湿性关节炎等。 ④消化系:肝疾病、胆道闭锁症、原发性硬化性胆管炎、毛细胆管性肝炎、原发性胆汁性肝硬化等。 ⑤血液及恶性肿瘤疾病:白血病、恶性淋巴瘤、骨肉瘤、镰状细胞性贫血、卵巢癌等。 ⑥感染性疾病。 ⑦其他:妊娠、口服避孕药、糙皮病、急性心肌梗死、原发性肺动脉高压症、老年性黄斑变性症等。

(2)减少: ①摄取不足:动物性蛋白质缺乏的饮食食品加工中铜丢失(粉乳)、苯丙氨酸牛奶治疗中苯丙酮酸尿症、完全静脉高营养法(不含铜)、精神性厌食症等。 ②吸收障碍: A.先天性铜吸收障碍:鬈发综合征(Kinkghair syndrome)。 B.脂肪泻、慢性腹泻、蛋白漏出性胃肠症、儿童脂肪泻。 ③过度丧失 从尿中排泄过多:肾病综合征、库欣综合征、使用类固酮等。 ④先天性肝脏铜代谢异常:wilson综合征(肝豆状核变性综合征)。 ⑤其他:服用锌剂。

化验取材

血液

化验方法

血液无机物测定

化验类别一

血液生化检查

化验类别二

血液无机物测定

参考资料

《新编临床检验与检查手册》、《新编化验员工作手册》

  • 生长激素缺乏症
  • 肝豆状核变性
  • 急性心肌梗死
  • 恶性淋巴瘤
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