Оксид меди(II)
| Оксид меди(II) | |
|---|---|
-oxide-unit-cell-3D-balls.png) -oxide-3D-balls.png) | |
 | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Оксид меди(II) |
| Хим. формула | CuO |
| Физические свойства | |
| Состояние | черный порошок |
| Молярная масса | 79,545 г/моль |
| Плотность | 6,31 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | 1447 [1] |
| • кипения | 2000 °C |
| • разложения | - |
| Химические свойства | |
| Растворимость | |
| • в воде | нерастворим |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | [1317-38-0] |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Окси́д ме́ди(II) (окись меди) CuO — 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.
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.
Получение
Получить оксид меди(II) можно:
- нагревая металлическую медь на воздухе (в интервале температур 200-375 °C[2]):
- [math]\displaystyle{ \mathsf{2Cu + O_2 \rightarrow 2CuO} }[/math]
- нагревая гидроксид меди(II), её нитрат или карбонат:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{2Cu(NO_3)_2 \rightarrow 2CuO + 4NO_2 + O_2} }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{CuCO_3 \rightarrow CuO + CO_2} }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{Cu(OH)_2\rightarrow CuO + H_2O } }[/math]
- нагревая малахит:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{Cu_2CO_3(OH)_2 \xrightarrow{^ot} 2CuO + CO_2 + H_2O} }[/math]
Химические свойства
Оксид меди(II) реагирует с кислотами с образованием соответствующих солей меди(II) и воды:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{CuO + 2HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + H_2O} }[/math]
При сплавлении CuO со щелочами образуются купраты:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{CuO + 2KOH \xrightarrow{^ot} K_2CuO_2 + H_2O} }[/math]
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):
- [math]\displaystyle{ \mathsf{Cu(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Cu(OH)_4]} }[/math] (тетрагидроксокупрат(II) натрия).
Оксид меди(II) восстанавливается до металлической меди аммиаком, монооксидом углерода, водородом, углем:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O} }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{CuO + C \rightarrow Cu + CO} }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{CuO + CO = Cu + CO_2} }[/math]
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 запрещенной 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
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