Оксид меди(II)

ИИ-обзор статьи
Оксид меди(II) (CuO) — бинарное неорганическое соединение, основной оксид двухвалентной меди, представляющий собой чёрные кристаллы, практически нерастворимые в воде и встречающиеся в природе в виде минерала тенорита.
Методы получения CuO
Оксид меди(II) получают нагреванием металлической меди на воздухе при 200–375 °C, а также термическим разложением гидроксида меди(II), нитрата, карбоната или малахита.
Взаимодействие с кислотами и щелочами
Оксид меди(II) растворяется в кислотах с образованием солей меди(II) и воды. При сплавлении со щелочами образуются купраты, а его гидроксид проявляет слабые амфотерные свойства, растворяясь в концентрированных щелочах с образованием комплексов.
Термическое разложение и восстановление
При нагревании до 1100°C оксид меди(II) разлагается на оксид меди(I) и кислород. Он восстанавливается до металлической меди такими восстановителями, как водород, монооксид углерода, уголь и аммиак.
Физические параметры оксида меди(II)
Оксид меди(II) кристаллизуется в моноклинной сингонии, является полупроводником p-типа с шириной запрещённой зоны 1,2 эВ. Работа выхода электрона составляет 5,3 эВ.
Применение оксида меди(II) в промышленности и лабораториях
CuO используют в стекле и эмалях для зелёной и синей окраски, а также в производстве медно-рубинового стекла. В лабораториях его применяют для тестов на восстановители: чёрный оксид восстанавливается до металлической меди розового цвета.

Окси́д ме́ди(II) (окись меди) CuO[3] — оксид двухвалентной меди. Кристаллы чёрного цвета, в обычных условиях довольно устойчивые, практически нерастворимые в воде. В природе встречается в виде минерала тенорита (мелаконита) чёрного цвета.

Оксид меди(II)

Кристаллическая решётка оксида меди характеризуется следующими параметрами: моноклинная сингония, пространственная группа C2h, параметры ячейки a = 0.46837(5) нм, b = 0.34226(5) нм, c = 0.51288(6) нм, α = 90°, β = 99,54(1)°, γ = 90°. Атом меди окружён четырьмя атомами кислорода и имеет искажённую плоскую конфигурацию.

Общие сведения
Оксид меди​(II)​
Общие
Систематическое
наименование
Оксид меди​(II)​
Хим. формула CuO
Физические свойства
Состояние чёрный порошок
Молярная масса 79,545 г/моль
Плотность 6,31 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления 1447 [1]
 • кипения 2000 °C
Давление пара 0 ± 1[2]
Химические свойства
Растворимость
 • в воде нерастворим
Классификация
Рег. номер CAS [1317-38-0]
3D model (JSmol) Интерактивная схема
PubChem
UNII
CompTox Dashboard EPA
Рег. номер EINECS 215-269-1
SMILES
InChI
RTECS GL7900000
ChemSpider
ECHA InfoCard
Безопасность
NFPA 704
Огнеопасность 0: Негорючее веществоОпасность для здоровья 2: Интенсивное или продолжительное, но не хроническое воздействие может привести к временной потере трудоспособности или возможным остаточным повреждениям (например, диэтиловый эфир)Реакционноспособность 1: Обычно стабильное, но может стать неустойчивым при повышенных температуре и давлении (например, пероксид водорода, гидрокарбонат натрия)Специальный код: отсутствуетNFPA 704 four-colored diamond
0
2
1

Получение

Получить оксид меди(II) можно:

  • нагревая металлическую медь на воздухе (в интервале температур 200—375 °C[4]):

Химические свойства

Оксид меди(II) реагирует с кислотами с образованием соответствующих солей меди(II) и воды:

При сплавлении CuO со щелочами и оксидами образуются купраты:

При нагревании до 1100 °C разлагается на оксид меди (I) и кислород.

Оксиду меди(II) соответствует гидроксид меди(II) Cu(OH)2, который является очень слабым основанием. Он способен растворяться в концентрированных растворах щелочей с образованием комплексов (то есть обладает слабыми амфотерными свойствами):

(тетрагидроксокупрат(II) натрия).

Оксид меди(II) восстанавливается до металлической меди аммиаком, монооксидом углерода, водородом, углём:

Физические свойства

Оксид меди (II) относится к моноклинной кристаллической системе.
Работа выхода электрона из кристалла CuO составляет 5,3 эВ.
Оксид меди (II) представляет собой полупроводник p-типа с узкой шириной запрещённой зоны 1,2 эВ.
Оксид меди может быть использован для производства сухих батарей.

Применение

CuO используют при производстве стекла и эмалей для придания им зелёной и синей окраски. Кроме того, оксид меди применяют в производстве медно-рубинового стекла.

В лабораториях применяют для обнаружения восстановительных свойств веществ. Вещество восстанавливает оксид до металлической меди, при этом чёрный цвет оксида меди переходит в розовую окраску меди.

Примечания

  1. под давлением О2
  2. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0151.html
  3. [https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0151.html CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards - Copper fume (as Cu)] (амер. англ.). www.cdc.gov. Дата обращения: 6 августа 2024.
  4. Глинка Н. Л. Общая химия: уч. пособие для нехим. спец. вузов / под ред. В. А. Рабинович. — Л.: Химия, 1985. — С. 553. — 702 с.

Литература

  • Реми Г. «Курс неорганической химии» М.: Иностранная литература, 1963
  • The effect of hydrostatic pressure on the ambient temperature structure of CuO, Forsyth J.B., Hull S., J. Phys.: Condens. Matter 3 (1991) 5257-5261

Дополнительно по теме