Медь

Введение

Химические и физические свойства элемента, определяющие его миграцию.

Минералы.

Геохимия меди.

Основные типы генезиса наиболее крупных месторождений.

Введение

Медь в латинском языке — Cuprum. Это один из известнейших химических элементов, этот металл известен с глубокой древности.

По данным археологической науки медь была хорошо известна египтянам уже за 4000 лет до нашей эры. Знакомство человечества с медью относится к более ранней эпохе, чем с железом; это объясняется с одной стороны более частым нахождением меди в свободном состоянии на поверхности земли, а с другой — сравнительной легкостью получения ее из соединений.

В Древней Греции и Риме люди получали медь с острова Кипра (Cyprum). Потому медь и называется Cuprum, в честь острова. Огромное значение медь имеет в электротехнической промышленности. Также она является почти отличным проводником, и стоит на втором месте, после серебра, по электропроводности.

Теперь же все чаше электрические провода, на которые раньше уходила почти половина выплавляемой меди, все чаще делают из алюминия. Он хуже проводит ток, но легче и доступнее. Медь же, как и многие другие цветные металлы, становится все дефицитнее. Если в 19 в. медь добывалась из руд, где содержалось 6−9% этого элемента, то сейчас 5%-ные медные руды считаются очень богатыми, а промышленность многих стран перерабатывает руды, в которых всего 0,5% меди.

Медь — жизненно важный микроэлемент в организме человека, и не только. Она участвует в процессе фотосинтеза и усвоении растениями азота, способствует синтезу сахара, белков, крахмала, витаминов.

Также медь вносят в почву в виде пятиводного сульфата — медного купороса. В больших количествах он может быть очень опасен и доже выступать как яд. Как и многие другие соединения меди, особенно для низших организмов. В малых же дозах медь совершенно необходима всему живому.

Химические и физические свойства элемента, определяющие его миграцию

Медь — химический элемент I группы периодической системы Менделеева;атомный номер 29, атомная масса 63,546. По геохимической классификации В.М. Гольдшмидта, медь относится к 6халькофильным 0элементам с высоким сродством к S, Se, Te, занимающим восходящие части на кривой атомных объемов; они сосредоточены в нижней мантии, образуют сульфиднооксидную оболочку. Халькофилы имеют ионы с 18-электронной оболочкой (также как Zn, Pb, Ag, Hg, Sb и др.)

Вернадским в первой половине 1930 г были проведены исследования изменения изотопного состава воды, входящего в состав разных минералов, и опыты по разделению изотопов под влиянием биогеохимических процессов, что и было подтверждено последующими тщательными исследованиями.

Как элемент нечетный состоит из двух нечетных изотопов 63 и 65 На долю изотопа Cu (63) приходится 69,09%, процентное содержание изотопа Cu (65) — 30,91%. В соединениях медь проявляет валентность +1 и +2,известны также немногочисленные соединения трехвалентной меди.

К валентности 1 относятся лишь глубинные соединения, первичные сульфиды и минерал куприт — Cu 42 0O. Все остальные минералы, около сотни отвечают валентности два. Радиус одновалентной меди +0.96, этому отвечает и эк — 0,70.Величина атомного радиуса двухвалентной меди — 1,28; ионного радиуса 0,80.

Очень интересна величена потенциалов ионизации: для одного электрона — 7,69, для двух — 20,2. Обе цифры очень велики, особенно вторая, показывающая большую трудность отрыва наружных электронов. Одновалентная медь является равноквантовой и потому ведет к бесцветным солям и слабо окрашенным комплексам, тогда как разноквантовя двух валентная медь характеризуется окрашенностью солей в соединении с водой.

Медь — металл сравнительно мало активный. В сухом воздухе и кислороде при нормальных условиях медь не окисляется. Она достаточно легко вступает в реакции с галогенами, серой, селеном. А вот с водородом, углеродом и азотом медь не взаимодействует даже при высоких температурах. Кислоты, не обладающие окислительными свойствами, на медь не действуют.

Электроотрицательность атомов — способность при вступлении в соединения притягивать электроны. Электроотрицательность Cu 52+ 0- 984 кДЖ/моль, Cu 5+ 0−753 кДж/моль. Элементы с резко различной ЭО образуют ионную связь, а элементы с близкой ЭО — ковалентую. Сульфиды тяжелых металлов имеют промежуточную связь, с большей долей ковалентной связи (ЭО у S-1571,Cu-984,Pb-733).Медь является амфотерным элементом — образует в земной коре катионы и анионы.

По расчетам Г. А.Голевой, в сильнокислых водах зоны окисления медных месторождений Cu находится в форме Cu 52+ 0(14−30%), CuHSO 44 5+ 0(1−25%), недиссоциированныой молекулы CuSO 50 44 0(70−90%).В щелочных хлоридно-гидрокарбонатных водах зоны востановительных процессов Cu находится в формах CuCO 43 50 0(15−40%), Cu (CO 43)2 52(5−20%), Cu (OH) 5+ 0(5−10%).B кислых хлоридных водах нефтегазоносных структур преобладает анион Cu (OH) 43 5- 0(45−65%), хотя имеются и катионные формы Cu 5+ 0(20−46%), CuCL 5+ 0(20−35%).