| 29 | COBRE | Cu |
| 1s22s2p63s2p6d104s1 |
| Año | Descubridor | Nacionalidad |
| ? | Conocido desde la antigüedad |
El cobre era conocido en la prehistoria y fue probablemente el primer metal utilizado para fabricar útiles y objetos decorativos. Los objetos de cobre se han encontrado entre los restos de muchas civilizaciones antiguas, incluyendo las de Egipto, Asia Menor, China, sudeste de Europa, Chipre (palabra de la que se deriva su nombre), y Creta. Los nativos americanos también utilizaban el cobre desde el tercer milenio A.C. El análisis de los objetos de cobre y sus aleaciones, y el estudio de los minerales existentes en las regiones donde fueron encontrados inducen a pensar que ya en el año 6.000 A.C. el hombre desarrollaba procesos metalúrgicos.
ABUNDANCIA Y ESTADO NATURAL
El cobre ocupa el 25º lugar en abundancia en la corteza terrestre. Se encuentra libre cerca del Lago Superior en Michigan, donde hay menas en cantidades económicamente importantes y, en menor proporción, en otras partes del mundo. También se encuentra mezclado con otros metales como oro, plata, bismuto y plomo, y como sulfuros, sulfatos, carbonatos y óxidos minerales. Los principales minerales son la calcopirita (mezcla de sulfuros de cobre y hierro), la azurita (carbonato básico de cobre) que se encuentra en Francia y Australia, la malaquita, también un carbonato básico de cobre, en los Urales y la cuprita, un óxido, que se encuentra en Cuba. La producción mundial estimada es de 8,8 millones de toneladas anuales.
PROPIEDADES
Es un metal de color rojizo característico que cristaliza en el sistema cúbico. A causa de muchas propiedades deseables como su conductividad eléctrica y calorífica, su resistencia a la corrosión, su maleabilidad y ductilidad y su belleza, el cobre se usa en una amplia variedad de aplicaciones.
Estructura:
Cúbica centrada en las caras
Tiene poca actividad química y únicamente se oxida en el aire húmedo muy lentamente, recubriéndose de una capa de carbonato básico que lo protege de la corrosión posterior. Su oxidación se favorece en medio ácido por lo que no es recomendable su uso en utensilios de cocina, ya que las sales que forma son eméticas (provocan vómitos). Calentado al rojo se oxida y puede arder en el cloro y en el azufre. Sólo es atacado por los ácidos oxidantes y puede formar complejos con algunas sustancias como por ejemplo el amoníaco. El cobre forma dos series de compuestos químicos: cuprosos, en los que el cobre tiene valencia +1, y cúpricos, en los que tiene valencia +2. Los compuestos cuprosos se oxidan fácilmente a cúpricos, en muchos casos por la mera exposición al aire y son de poca importancia industrial; los compuestos cúpricos son estables.
| Masa Atómica: | 63,546 uma |
| Punto de Fusión: | 1083,4 °C |
| Punto de Ebullición: | 2567 °C |
| Densidad: | 8,9500 g/cm³ |
| Dureza (Mohs): | 2,8 |
| Potencial Estándar de Electrodo: | + 0,34v Cu2+ | Cu |
| Conductividad Térmica: | 401,00 J/m s °C |
| Conductividad Eléctrica: | 595,8 (mOhm.cm)-1 |
| Calor Específico: | 384,56 J/kg °K |
| Calor de Fusión: | 13,0 kJ/mol |
| Calor de Vaporización: | 305,0 kJ/mol |
| Calor de Atomización: | 338,0 kJ/mol de átomos |
| Estados de Oxidación: | +1, +2, +3 , +4 |
| 1ª Energía de Ionización: | 745,4 kJ/mol |
| 2ª Energía de Ionización: | 1957,9 kJ/mol |
| 3ª Energía de Ionización: | 3553,5 kJ/mol |
| 1ª Afinidad Electrónica: | 118,5 kJ/mol |
| Radio Atómico: | 1,28 Å |
| Radio Covalente: | 1,17 Å |
| Radio Iónico: | Cu+1 = 0,96 Å Cu+2 = 0,69 Å Cu+3 = 0,59 Å |
| Volumen Atómico: | 7,1 cm³/mol |
| Polarizabilidad: | 6,7 ų |
| Electronegatividad (Pauling): | 1,9 |
| Con aire: | Suave; con calor —> CuO ; Cu2O | ||
| Con H2O: | No reacciona | ||
| Con HCl 6M: | No reacciona | ||
| Con HNO3 15M: | Suave; —> Cu(NO3)2 ; NOx | ||
PREPARACION
La metalurgia del cobre varía con la composición del mineral. Los minerales que contienen cobre nativo se trituran, se lavan y se separa el cobre para fundirlo y prepararlo en barras. Si la mena consiste en óxido o carbonato de cobre , se tritura y se trata con ácido sulfúrico diluido para producir sulfato de cobre disuelto del que se obtiene el metal por electrólisis o, utilizando chatarra, por desplazamiento con el hierro:
Cu SO4 + Fe = Cu + FeSO4
Los óxidos y los carbonatos también se reducen con carbón cuando los minerales tienen bastante riqueza en cobre . Los minerales más importantes, los sulfuros, contienen entre el 1 y el 12% de cobre ; estos se muelen y se concentran por flotación. Los concentrados se reducen en un horno, quedando cobre metálico crudo, llamado blíster, aproximadamente del 98% de pureza. El cobre crudo es posteriormente purificado por electrólisis, hasta una pureza superior al 99,9%.
APLICACIONES
Debido a que es muy dúctil, pueden hacerse cables de cualquier diámetro desde 0,025mm en adelante. La resistencia a la tensión del cable de cobre está en torno a los 4200 kg / cm²; se usar en líneas eléctricas de tensión y de telegrafia, así como también en la instalación eléctrica de interiores, cordones de lámpara y maquinaria eléctrica como generadores, motores, controladores, dispositivos de señalización, electroimanes y equipo de comunicaciones. El cobre se ha usado para monedas a lo largo de la historia y también para utensilios de cocina, cubas y objetos decorativos. Durante mucho tiempo se usó para proteger el fondo de los buques de madera. El cobre puede depositarse electrolíticamente con mucha facilidad, solo o sobre otros metales. Para este fin se usan grandes cantidades, particularmente para hacer planchas tipográficas para imprimir. Ciertas soluciones de cobre tienen la facultad de disolver la celulosa y por ello se usan grandes cantidades de cobre en la fabricación del rayón. El cobre se usa también en muchos pigmentos y en insecticidas y fungicidas, aunque normalmente ha sido reemplazado por productos químicos orgánicos sintéticos para este fin.
| ISOTOPOS |
| Z | Nombre del Núclido | Vida Media | Spin | Abundancia (%) | Masa Atómica (uma) |
| 29 | Cobre-61 | 3,35 horas | 3/2 | 0,00 | 61 |
| 29 | Cobre-62 | 9,74 minutos | 1 | 0,00 | 62 |
| 29 | Cobre-63 | Estable | 3/2 | 69,09 | 62,9296 |
| 29 | Cobre-64 | 12,701 horas | 1 | 0,00 | 63,93 |
| 29 | Cobre-65 | Estable | 3/2 | 30,91 | 64,9278 |
| 29 | Cobre-67 | 2,58 dias | 3/2 | 0,00 | 67 |
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