はじめに

遷移元素の1種である銅の性質や製法は入試頻出。このページに一通りまとめてあるのでこの機会にすべて覚えきってしまおう。


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銅の単体

①展性/延性がある
②電気伝導性が高い
③赤色である
④イオン化傾向がH2より小さい
⑤柔らかい
Point!

銅の単体の性質として知っておいてほしいのは上の5つ。
順番に確認していこう。

①展性・延性がある

展性

薄く広げることができる性質(例:金箔)

延性

長く延ばすことができる性質(例:銅線)
Point!

あらゆる金属は展性や延性を持つものが多いが、銅の単体は、その中でもその性質が強い。

②電気伝導性をもつ

金属は基本的に電気を通す性質(=電気伝導性)をもつが、銅は特にこの性質が強い。それ故、理科の実験等でもよく銅線が使われているんだね!

③赤色である

銅の単体は基本的に赤色をしている。
他の多くの金属は銀に近い色をしているので、銅の特徴の1つとして考えることができる。

無機化学で出る色についてまとめた無機化学の色まとめ(イオン/化合物(沈殿)/ハロゲンなど)は必ず確認しておこう。

④イオン化傾向がH2より小さい

銅はイオン化傾向がH2より小さい。

従って、酸化力の強い酸(希硝酸・濃硝酸・熱濃硫酸)や王水と反応して銅イオンとなることはできるが、水や希酸とは反応できない。(イオン化傾向に関して詳しいことはイオン化傾向とは?定義から反応のしやすさとの関わりまで徹底解説!を参照)

⑤やわらかい

銅の単体は比較的柔らかめの金属であるので(硬度を獲得するために)ニッケルやスズなど他の金属と混ぜて”合金”にして用いることがある。

合金 組成
黄銅 Cu+Zn
青銅 Cu+Sn
白銅 Cu+Ni

高校化学でよく出るメッキや合金についてまとめた【重要】化学・化学基礎で頻出の「めっき・合金」の一覧とその特徴完全まとめ!!は必ず確認しておこう。

銅の酸化物

酸化銅(Ⅱ)CuO → 黒色
酸化銅(Ⅰ)Cu2O → 赤色
Point!

銅の単体を空気中で酸化すると、黒色の酸化銅(Ⅱ)CuOが生じる。

\[
Cu → CuO(黒色)
\]

ここでさらに高温にすると、赤色の酸化銅(Ⅰ)Cu2Oが生じる。

\[
CuO → Cu_{2}O(赤色)
\]

Cu2Oはフェーリング反応によって生じる物質であり、アルデヒド基(ーCHO)の検出に用いられる。(フェーリング反応について詳しくは【銀鏡反応 & フェーリング反応】原理や反応式、沈殿、色変化など総まとめ!を確認しよう)

銅を含む塩

硫化銅(Ⅱ)CuSO4 → 白色
Point!

銅を含む塩として入試等で頻出なのは硫化銅(Ⅱ)CuSO4である。

先ほど酸化物のところで登場したCuOは塩基性酸化物の一種であり、酸である硫酸H2SO4と以下のような反応を起こす。

\[
CuO + H_{2}SO_{4} → H_{2}O + CuSO_{4}
\]

この反応により生じたCuSO4水溶液から結晶を析出させると、青色のCuSO4・5H2Oを得ることができる。
このCuSO4・5H2Oを加熱していくと、徐々にH2 Oがとれていって最終的に無水和物であるCuSO4の白色沈殿となる。

銅の製法

銅は、粗銅の精製と電解精錬を行うことによって工業的に作られる。
製法の詳しい仕組みについて詳しくは銅の工業的製法「粗銅の精製・電解精錬」について完全解説!〜仕組みから陽極泥の詳細まで〜を確認しよう。

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