铜

铜， ₂₉ cu
铜
外貌	红橙色金属光泽
标准原子重量r ° （Cu）
	63.546±0.003; 63.546 ± 0.003 （删节）;
元表中的铜
	镍←铜→锌
原子数（ z ）	29
团体	第11组
时期	周期4
堵塞	D块
电子配置	[ ar ] 3d 10 4s 1
每个外壳的电子	2, 8, 18, 1
物理特性
STP的阶段	坚硬的
熔点	1357.77 K （1084.62°C，1984.32°F）
沸点	2835 K（2562°C，4643°F）
密度（接近RT ）	8.96 g/cm 3
当液体（ MP ）	8.02 g/cm 3
融合热	13.26 kJ/mol
汽化热	300.4 kJ/mol
摩尔热容量	24.440 j/（mol·k）
原子特性
氧化状态	-2、0， +1 ， +2 ，+3，+4（一种温和的碱性氧化物）
电负性	鲍林量表：1.90
电离能	1：745.5 kJ/mol; 第二：1957.9 kJ/mol; 第三：3555 kJ/mol; （更多的）;
原子半径	经验：128 pm
共价半径	132±4 pm
范德华半径	140 pm
	铜的光谱线
其他属性
自然发生	原始
晶体结构	以面部为中心的立方体（FCC）
声速薄杆的速度	（退火）; 3810 m/s（在RT ）
热膨胀	16.5 µm/（M·K）（在25°C下）
导热系数	401 W/（M·K）
电阻率	16.78nΩ·毫米（在20°C下）
磁性排序	磁性
摩尔磁敏感性	-5.46 × 10 -6 cm 3 /mol
杨的模量	110–128 GPA
剪切模量	48 GPA
散装模量	140 GPA
泊松比	0.34
莫斯硬度	3.0
维克斯硬度	343–369 MPA
Brinell硬度	235–878 MPA
CAS号	7440-50-8
历史
命名	塞浦路斯之后，罗马时代的主要采矿场（塞浦路斯）
发现	中东（公元前9000年）
象征	“ Cu”：来自拉丁杯子
铜的同位素
β−	64 Zn

铜是一种化学元素。它具有符号Cu （来自拉丁语：杯形）和原子编号29。它是一种柔软，可延展和延性金属，具有很高的热和电导率。纯铜的新裸露表面具有粉红色的橙色颜色。铜被用作热量和电力的导体，用作建筑材料，以及各种金属合金的组成部分，例如用于珠宝中的纯银，用于制造海洋硬件和硬币的杯状银，以及用于应变仪表和热电偶的康斯坦坦用于温度测量。

铜是以直接可用的金属形式（天然金属）中自然界中发生的少数金属之一。这导致了来自c的多个地区的人类使用非常早。公元前8000年。几千年后，它是第一个从硫化物矿石中冶炼的金属， c。公元前5000年;第一个被铸成模具形状的金属c。公元前4000年;并且是第一款与另一种金属锡制成青铜的金属， c。公元前3500年。

在罗马时代，铜主要是在塞浦路斯开采的，塞浦路斯是金属名称的起源，来自塞浦路斯的AES CYPRIUM （塞浦路斯的金属），后来腐败到库里姆（拉丁文）。铜（旧英语）和铜是从此衍生而来的，后来的拼写首次使用了1530年左右。

通常遇到的化合物是铜（II）盐，通常将蓝色或绿色赋予诸如Azurite ，孔雀石和绿松石等矿物质，并已被广泛用作颜料。

通常用于屋顶的建筑物中使用的铜形成一个称为Verdigris的化合物的绿色铜绿。铜有时以元素金属形式和化合物为颜料用于装饰艺术。铜化合物用作抑菌剂，杀菌剂和木材防腐剂。

铜对于所有活生物体作为痕量饮食矿物都是必不可少的，因为它是呼吸酶复合物细胞色素C氧化酶的关键组成部分。在软体动物和甲壳类动物中，铜是血液色素血红蛋白的组成部分，被鱼类和其他脊椎动物中的铁-复合血红蛋白代替。在人类中，铜主要在肝脏，肌肉和骨骼中发现。成人体内每公斤体重含有1.4至2.1 mg铜。

特征

身体的

铜，银和黄金在元素周期表的第11组中；这三种金属在填充的D-电子壳的顶部具有一个S-轨道电子，其特征是高延展性，电导和导热性。这些元素中填充的D壳对原子间相互作用几乎没有任何贡献，这些相互作用由金属键主导。与金属不完全D壳不同，铜中的金属键缺乏共价特征，并且相对较弱。该观察结果解释了铜的单晶的低硬度和高延展性。在宏观尺度上，将扩展的缺陷引入晶格，例如晶界，施加应力下材料的阻碍流动，从而增加了其硬度。因此，铜通常以细粒的多晶形式提供，该形式的强度比单晶形式更大。

铜的柔软性部分解释了其高电导率（ 59.6 × 10 ⁶ s /m ）和高热电导率，在室温下纯属金属中的第二高（仅次于银）。这是因为在室温下对金属中电子传输的电阻率主要来自晶格的热振动上电子的散射，在晶格的热振动上，在软金属中相对较弱。露天中铜的最大允许电流密度大约3.1 × 10 ⁶ A/m ² ，在上面开始过度加热。

铜是少数金属元素之一，除灰色或银色以外的自然色。纯铜是橙红色，并在暴露于空气时会获得红色的粉丝。这是由于金属的血浆频率低，该金属位于可见光光谱的红色部分，从而使其吸收了高频绿色和蓝色。

与其他金属一样，如果在存在电解质的情况下将铜与另一种金属接触，则会发生电腐蚀。

化学

铜不会与水反应，但它确实与大气中的氧气反应缓慢，形成一层棕色铜氧化物，与潮湿空气中的铁形成的锈蚀不同，它可以保护基础金属免受进一步的腐蚀（钝化）。通常可以在旧的铜结构上看到绿色的绿色绿色层（碳酸盐），例如许多旧建筑物的屋顶和自由女神像。当暴露于某些硫化合物时，铜会与之反应以形成各种铜硫化物。

同位素

有29种铜的同位素。 ⁶³
Cu和⁶⁵
Cu稳定，有⁶³
CU约占天然铜的69％；两者都有一个旋转3⁄2 。其他同位素是放射性的，最稳定的是⁶⁷
Cu的半衰期为61.83小时。已经表征了七个亚稳态异构体； ^68m
CU是寿命最长的半衰期为3.8分钟。质量数高于64衰减的同位素被^β-衰减，而质量数低于64衰减的同位素则β ⁺ 。 ⁶⁴
Cu的半衰期为12.7小时，两种方式衰减。

⁶²
Cu和⁶⁴
CU具有重要的应用。 ⁶²
Cu在⁶²中使用
Cu -Cu-PTSM作为正电子发射断层扫描的放射性示踪剂。

发生

铜是在巨大的恒星中生产的，并以每百万分约50份（ppm）的比例存在于地球的地壳中。在自然界中，铜发生在各种矿物质中，包括天然铜，铜硫化物，例如辣椒岩， Bornite ， digenite ， covellite和chalcotite ，铜硫酸盐，铜硫酸盐，例如四面铁 - 甲状腺岩，以及eNargite ，以及诸如Azurite和Azurite碳酸盐，例如Azurite和Maracite and Malactity and Maractity and Maractity and Maractic，以及铜）分别为铜（I）或铜（II）氧化物，例如库层和繁殖力。发现的最大元素铜的重量为420吨，并于1857年在美国密歇根州的Kewonaw半岛上发现。天然铜是一种多晶体，有史以来最大的单晶，尺寸为4.4×3.2×3.2 cm 。铜是地壳中第25个最丰富的元素，代表50 ppm，而锌的含量为75 ppm，铅含量为14 ppm。

典型的铜的背景浓度不超过大气中的1 ng/m ³ ；土壤中的150 mg/kg ； 30 mg/kg的植被； 2μg/l淡水和海水中的0.5μg/l 。

生产

大多数铜是从斑岩铜沉积物中的大型开放坑矿中开采或提取的，含有0.4至1.0％的铜。网站包括智利，犹他州的宾厄姆峡谷矿山的 Chuquicamata和美国新墨西哥州的El Chino矿。根据英国地质调查局的说法，智利是铜的顶级生产商，至少有三分之一的世界份额，其次是美国，印度尼西亚和秘鲁。铜也可以通过原位浸出过程来回收。亚利桑那州的几个地点被认为是这种方法的主要候选人。使用的铜量正在增加，并且可用的数量几乎不足以允许所有国家达到发展世界的使用水平。当前正在研究的铜的替代铜来源是聚合金属结节，该结节位于太平洋深处，海拔约3000–6500米。这些结节含有其他有价值的金属，例如钴和镍。

储量和价格

铜已经使用了至少10，000年，但是自1900年以来就提取了有史以来开采和冶炼的所有铜的95％以上。与许多自然资源一样，地球上的铜总量很大，约有10 ¹⁴吨在地壳的最高公里处，当前提取速度约为500万年。但是，在当今的价格和技术中，只有一小部分这些储量在经济上是可行的。可用于采矿的铜储量的估计值在25到60年不等，具体取决于诸如增长率之类的核心假设。回收是现代世界中铜的主要来源。

铜的价格是挥发性的。在2022年达到顶峰之后，价格出乎意料地下降了。

方法

绝大多数铜矿是硫化物。常见的矿石是硫化物辣椒（Cufes ₂ ），Bornite（Cu ₅ FES ₄ ），并且在较小程度上是Covellite（CUS）和Chalcocite（Cu ₂ S）。这些矿石出现在<1％Cu的水平上。需要矿石的浓度，从粉碎开始，然后是泡沫浮选。其余的浓缩物是冶炼的，可以用两个简化的方程来描述：

2 Cu ₂ S + 3 O ₂ →2 Cu ₂ O + 2 So ₂

加热时氧化物用硫化物反应，加热时转化为泡沫铜

2 Cu ₂ O + Cu ₂ S→6 Cu + 2 So ₂

这种烘烤可提供哑光铜，大约50％Cu的重量，通过电解纯化。根据矿石，有时在电解过程中获得了其他金属，包括铂和金。

除硫化物外，另一个矿石是氧化物。世界上约15％的铜供应来自这些氧化物。氧化物的受益过程涉及用硫酸溶液进行萃取，然后进行电解。与上述“浓缩”硫化物和氧化物矿石的方法并联，从矿山和堆中回收了铜。使用多种方法，包括用硫酸，氨，氯化铁浸出。还使用了生物学方法。

铜的重要来源来自回收。回收有便利，因为铜通常部署在其金属状态。在2001年，典型的汽车含有20-30公斤的铜。回收通常始于使用爆炸炉进行一些熔化过程。

铜的潜在来源是聚合金的结节，估计浓度为1.3％。

铜的流程图（Uralelektromed的阳极铸造植物）

水泡铜
冶炼
回响炉
清除炉渣
阳极的铜铸造
铸造轮
阳极拆卸机
阳极起飞
铁路车
运输到坦克屋

回收

像铝一样，铜是可回收的，无论来自原始状态还是制成品，都不会损失任何质量。在体积中，铜是铁和铝的第三大回收金属。估计有史以来开采的所有铜中有80％仍在使用。根据国际资源小组在社会报告中的金属股票，社会中使用的铜的全球人均库存为35-55公斤。其中大部分是在更发达国家（人均140-300公斤）而不是发达国家（人均30-40千克）。

回收铜的过程与提取铜的使用大致相同，但需要更少的步骤。高纯度废料铜在炉子中融化，然后降低并铸成方坯和玉米夹。通过在硫酸浴中进行电镀来完善低纯度废料。

环境影响

2019年，铜矿开采的环境成本估计为每公斤铜的3.7千克二氧化碳。智利的主要生产商Codelco报导说，该公司在2020年发射了2.8吨CO2EQ每吨（每公斤2.8 kg CO2EQ）的高铜。温室气体排放主要是由公司消耗的电力引起的，尤其是从化石燃料中采购以及铜拔出和改进所需的发动机。挖掘土地的公司经常浪费垃圾，使该地区无菌终身。此外，附近的河流和森林也受到负面影响。菲律宾是矿业公司过度开发土地的地区的一个例子。

罗马尼亚Valea的铜矿矿石废物已大大改变了附近的水性能。受影响区域的水是高度酸性的，pH值范围为2.1-4.9，并且电导率升高在280-1561 ms/cm之间。水化学的这些变化使环境对鱼类的不利地位，从本质上讲，水使水无法居住。

合金

已经配制了许多铜合金，许多具有重要用途。黄铜是铜和锌的合金。青铜通常是指铜合金，但可以指的是任何铜合金，例如铝制青铜。铜是珠宝行业中使用的白银和卡拉黄金焊料最重要的成分之一，可修饰所得合金的颜色，硬度和熔点。一些无铅的焊料由锡制成，并与一小部分的铜和其他金属合成。

铜和镍的合金（称为库咖anikel ）通常用于外覆层中。美国五美分硬币（目前称为镍）由75％的铜和25％的镍组成。在引入库里克尔之前，在20世纪下半叶的国家广泛采用的库克利克尔之前，还使用了铜和白银合金，美国使用的合金为90％的银和10％的铜，直到1965年，当时除了半美元以外，从所有硬币中除去了循环银- 这些铜在1965年至1970年之间被贬低到40％的白银和60％的铜的合金中。铜的合金和10％的镍合金因其对耐药性而著称腐蚀用于暴露于海水的各种物体，尽管它容易受到污染港口和河口中有时发现的硫化物的影响。铜合金与铝合金（约7％）具有金色，并用于装饰中。 Shakudō是一种日本的装饰性铜合金，其中包含低比例的黄金，通常为4-10％，可以将其涂成深蓝色或黑色。

化合物

铜形成了各种各样的化合物，通常具有氧化态+1和+2，通常称为乡土和铜。铜化合物促进或催化许多化学和生物学过程。

二进制化合物

与其他元素一样，铜的最简单化合物是二进制化合物，即仅包含两个元素的化合物，主要例子是氧化物，硫化物和卤化物。乡土和铜氧化物都是已知的。在众多硫化铜中，重要的例子包括铜（i）硫化物（Cu ₂ S ）和铜单硫化物（ CUS ）。

含氟，氯，溴和碘的铜卤化物是众所周知的，含氟，氯和溴的铜卤化物也是如此。尝试准备铜（ii）碘化物仅产生铜（i）碘和碘。

2 Cu ²⁺ + 4 I ^- →2 CUI + I ₂

协调化学

铜与配体的配位配合物。在水溶液中，铜（ii）的存在为[Cu（H
₂ o）
₆ ] ²⁺
。对于任何过渡金属Aquo综合体，该络合物表现出最快的水汇率（水配体的速度和分离）。添加氢氧钠水溶液会导致浅蓝色固体铜（II）氢氧化物的沉淀。简化的方程是：

未复杂介质中铜的Pourbaix图（除了OH-不考虑除阴离子）。离子浓度0.001 m（mol/kg水）。温度25°C。

Cu ²⁺ + 2 OH ^- →Cu（OH） ₂

氨水会导致相同的沉淀物。加入过多的氨后，沉淀物会溶解，形成四肌（II）：

Cu（h
₂ o）
₄ （哦）
₂ + 4 NH ₃ → [Cu（H
₂ o）
₂ （NH
₃ ）
₄ ] ²⁺
+ 2 H ₂ O + 2 ^OH--

许多其他氧气形成复合物。这些包括铜（II）乙酸铜，铜（II）硝酸盐和铜（II）碳酸盐。铜（II）硫酸盐形成一种蓝色晶体五角酸水合物，这是实验室中最熟悉的铜化合物。它用于称为波尔多混合物的杀菌剂中。

复合物[Cu（NH ₃ ） ₄ （H ₂ O） ₂ ] ²⁺的球形模型，说明了铜（II）常见的八面体配位几何形状

多元醇，包含多个酒精功能组的化合物通常与铜盐相互作用。例如，铜盐用于测试减少糖。具体而言，使用本尼迪克特的试剂和Fehling的溶液，糖的存在是通过从蓝色Cu（II）到红铜（I）氧化物的颜色变化来发出的。 Schweizer的试剂和与乙二胺和其他胺相关的复合物可溶解纤维素。氨基酸（例如胱氨酸）与铜（II）形成非常稳定的螯合络合物，包括金属有机生物杂交（MOB）的形式。存在许多用于铜离子的湿化学测试，一种涉及铁氰化钾，它具有铜（II）盐的明亮蓝色沉淀物。

有机体化学

包含碳碳键的化合物称为有机肥胖化合物。它们对氧气非常活化，形成氧化铜（i），并且在化学中具有许多用途。它们是通过用Grignard试剂，末端炔烃或有机矿试剂处理铜（i）化合物来合成的。特别是，描述的最后一个反应产生了吉尔曼试剂。这些可以用烷基卤化物进行替代以形成耦合产品。因此，它们在有机合成领域很重要。铜（i）乙酰基是高度冲击敏感的，但在诸如Cadiot-Chodkiewicz偶联和Sonogashira耦合等反应中是中间体。有机体化合物也可以实现烯烃添加的结合和炔烃的碳化化。铜（i）与烷烃和一氧化碳形成多种弱复合物，尤其是在存在胺配体的情况下。

铜（III）和铜（IV）

铜（III）最常在氧化物中发现。一个简单的例子是钾杯形，kcuo ₂ ，蓝黑色固体。研究最广泛的铜（III）化合物是铜酸盐超导体。 Yttrium钡铜氧化物（YBA ₂ Cu ₃ O ₇ ）由Cu（II）和Cu（III）中心组成。像氧化物一样，氟化物是一种高度碱性的阴离子，已知可以在高氧化状态下稳定金属离子。铜（III）甚至铜（IV）氟化物均分别已知K ₃ CUF ₆和CS ₂ CUF ₆ 。

一些铜蛋白形成氧络合物，也具有铜（III）。使用四肽，紫色的铜（III）络合物通过去质子化酰胺配体稳定。

铜（III）的络合物也被发现是有机肥大化合物反应中的中间体，例如在Kharasch – Sosnovsky反应中。

历史

铜的时间表说明了这种金属在过去11，000年中如何推动人类文明。

史前

铜龄

铜自然地以本地金属铜的形式出现，并以有记录以来一些最古老的文明知道。铜的历史使用日期至公元前9000年；在伊拉克北部发现了一个铜吊坠，其历史可追溯至公元前8700年。有证据表明，黄金和陨石（但不是冶炼的铁）是铜之前人类使用的唯一金属。铜冶金的历史被认为遵循以下顺序：首先，本地铜的冷工作，然后退火，冶炼，最后是失去的蜡质铸造。在东南Anatolia ，在新石器时代c的开头，这四种技术或多或少同时出现。公元前7500年。

铜冶炼是在不同地方独立发明的。它可能是在公元前2800年之前在中国发现的，大约在公元600年，大约在公元9世纪或10世纪。最早的蜡铸铜的证据来自巴基斯坦的梅尔加尔的护身符，可追溯到公元前4000年。投资铸造是在公元前4500 - 4000年在东南亚发明的，碳约会已于公元前2280年至1890年在英国柴郡的Alderley Edge建立了采矿。

iCeman iCeman是一名男性，该男性的历史可追溯到3300年至3200年，其斧头的铜头为99.7％，纯铜头；他的头发中高水平的砷表明参与铜冶炼。铜的经验协助了其他金属的开发；特别是，铜冶炼导致了铁冶炼的发现。

密歇根州和威斯康星州的旧铜综合体的生产日期在公元前6500至3000年之间。威斯康星州发现的铜矛尖塔的历史可追溯至公元前6500年。从北美大湖区的旧铜综合体的土着人民使用的铜使用量可以追溯到公元前7500年。在这段时间里，北美地区的土着人民可能也在开采铜，使其成为世界上最古老的铜提取实例之一。密歇根州湖泊的史前铅污染有证据表明该地区的人们开始开采铜c。公元前6000年。有证据表明，在青铜时代，北美旧铜复合物中越来越无用，越来越多的铜物体逐渐降低，并且发生了增加观赏铜对象的生产。

青铜时代

天然青铜是一种由富含矽，砷和（很少）锡的矿石制成的铜，在公元前5500年左右的巴尔干地区普遍使用。在发现铜冶炼大约4000年后，与锡制成铜合金制成铜，大约在“自然青铜”一般使用后约2000年。 Vinča文化的青铜文物日期至公元前4500年。铜和青铜合金的苏美尔人和埃及文物的历史可追溯至公元前3000年。埃及蓝色或铜层（钙矽酸钙）是一种合成色素，其中包含铜，并开始在公元前3250年的古埃及使用。埃及蓝色的制造过程是罗马人所熟知的，但是到公元四世纪，颜料掉了下来，其制造过程的秘诀丢失了。罗马人说，蓝色颜料是由铜，二氧化矽，石灰和纳特隆制成的，被称为囊。

青铜时代始于东南欧，大约公元前3700 - 3300年，在东北欧洲大约公元前2500年。它以近东2000 - 1000年的铁器时代的开始，在北欧的公元前600年结束。新石器时代与青铜时代之间的过渡以前被称为chalcolthic时期（铜岩），当时铜工具与石材工具一起使用。该术语逐渐被逐渐失望，因为在世界某些地方，chalcolthic和neolothic在两端都是顽固的。黄铜是一种铜和锌的合金，是最近起源的。这是希腊人所知的，但在罗马帝国期间成为铜牌的重要补充。

古老和后古典

在希腊，铜的名称为Chalkos （χαλκός）。这是罗马人，希腊人和其他古代民族的重要资源。在罗马时期，它被称为AES Cyprium ， AES是铜合金的通用拉丁语术语和来自塞浦路斯的Cyprium ，在那里开采了许多铜。该短语被简化为um ，因此英式铜。阿芙罗狄蒂（罗马的金星）在神话和炼金术中代表铜，因为它的光泽美丽及其在产生镜子中的古老用途。塞浦路斯是铜的来源，对女神是神圣的。古人所知道的七个天体与古代所知的七种金属有关，金星被分配给铜金和银后最有光泽，最理想的金属。

铜早在公元前2100年就在古英国首次开采。在最大的矿山中开采的大俄尔梅岛一直持续到青铜时代晚期。采矿似乎在很大程度上仅限于超基因矿石，这更容易闻到。由于可能的社会和政治而非技术，康沃尔郡的丰富铜矿矿床似乎在很大程度上没有被造成的锡矿山开采。

在北美，已知本地铜是从皇家岛上的地点提取的，其原始石材工具在公元800年至1600年之间。公元1000 - 1300年左右，正在北美城市卡霍基亚进行铜退火。有几个精美的铜板，称为密西西比铜板，在该时期（1000-1300年）的卡霍基亚附近的北美地区发现。人们认为铜板是在卡霍基亚制造的，然后在美国中西部和东南部的其他地方（如Wulfing Cache和Etowah板）制造。

在南美洲，在阿根廷安第斯山脉（Andes Andes）中发现的铜面膜是安第斯山脉（Andes）最古老的铜伪影。秘鲁被认为是哥伦比亚前美国早期铜制冶金的起源，但阿根廷的铜口罩表明，安第斯山脉南部的CajóndelMaipo是南美早期铜运营的另一个重要中心。铜冶金在南美洲蓬勃发展，尤其是在秘鲁大约1000年。已经发现了15世纪的铜墓葬装饰品，但是金属的商业生产直到20世纪初才开始。

铜的文化作用很重要，尤其是货币。在公元前6至3世纪，罗马人将铜团块用作金钱。起初，铜本身受到重视，但逐渐地，铜的形状和外观变得越来越重要。朱利叶斯·凯撒（Julius Caesar）拥有自己的硬币，由铜管制成，而Octavianus Augustus Caesar的硬币是用Cu-PB-SN合金制成的。估计每年约为15,000吨，罗马铜矿开采和冶炼活动达到了一项无与伦比的规模，直到工业革命时期。最密集的省是西班牙裔，塞浦路斯和中欧的各省。

耶路撒冷圣殿的大门使用了用耗尽镀金处理的科林斯青铜。这个过程在亚历山大最普遍，炼金术已经开始。在古代印度，铜在整体医学科学Ayurveda中使用了手术器械和其他医疗设备。古埃及人（公元前2400年）使用铜进行灭菌和饮用水，然后治疗头痛，烧伤和瘙痒。

现代的

酸地雷引流影响从废弃的Parys Mountain Copper Mines延伸的溪流

大铜山是瑞典法轮的一个矿山，从10世纪到1992年运作。它满足了17世纪欧洲三分之二的铜消耗量，并为当时的许多战争提供了资金。它被称为国家的财政部；瑞典有铜支持的货币。

铜用于屋顶，货币和被称为daguerreotype的摄影技术。铜用于文艺复兴时期的雕塑，并用于建造自由女神像。铜继续用于各种类型的构造。铜板和铜护套被广泛用于保护船舶下船体，这是18世纪英国海军部率先提出的技术。汉堡的Norddeutsche Affinerie是第一家现代电镀厂，于1876年开始生产。德国科学家Gottfried Osann于1830年在确定金属原子质量的同时发明了粉末冶金。在那时，发现合金元件的数量和类型（例如，锡）会影响钟声。

从1880年代到1930年代的大萧条，在对铜的需求增长期间，美国生产了世界新矿石新矿的三分之一到一半。主要地区包括密歇根州北部的Kewonaw区，主要是本地铜矿矿床，在1880年代后期，蒙大拿州的Butte广阔的硫化物矿床黯然失色，犹他州和亚利桑那州的莫伦西。引入开放坑蒸汽铲挖掘和创新，以冶炼，炼油，浮选浓度和其他加工步骤导致大规模生产。在20世纪初，亚利桑那州排名第一，其次是蒙大拿州，然后是犹他州和密歇根州。

Flash冶炼是由芬兰Outokumpu开发的，并于1949年首次在Harjavalta申请；节能工艺占世界主要铜生产的50％。

智利，秘鲁，扎伊尔和赞比亚于1967年成立的铜出口国政府间理事会在铜市场上像欧佩克在石油上一样运营，尽管它从未达到相同的影响力，尤其是因为第二大生产国，美国第二大生产商，美国，从来都不是成员；它于1988年解散。

申请

铜的主要应用是电线（60％），屋顶和管道（20％）和工业机械（15％）。铜主要用作纯属金属，但是当需要更大的硬度时，将其放入诸如黄铜和青铜等合金中（占总使用时间的5％）。在两个多世纪的时间里，铜漆一直在船体上使用，以控制植物和贝类的生长。铜供应的一小部分用于农业中的营养补充剂和杀真菌剂。铜的加工是可能的，尽管合金是创建复杂零件的良好可加工性。

电线和电缆

尽管来自其他材料的竞争，但铜仍然是几乎所有类别的电线的首选电导体，除了高架电动电动传输通常是首选的。铜线用于发电，发电，电源分配，电信，电子电路和无数类型的电气设备。电线是铜业最重要的市场。这包括结构电源接线，电源电缆，设备电线，通信电缆，汽车电线和电缆以及磁铁线。所有铜开采的大约一半用于电线和电缆导体。许多电气设备依赖于铜线，因为其众多固有的有益特性，例如其高电导率，拉伸强度，延展性，蠕变（变形）电阻，耐腐蚀性，低热电导率，高热电导率，易于焊接，易于焊接，可锻造性，可锻造性，易于安装。

从1960年代后期到1970年代后期，在美国许多住房建设项目中，铜线被铝线接线。新的布线与许多房屋大火有关，该行业又回到了铜。

电子和相关设备

集成的电路和印刷电路板由于其出色的电导率而越来越多地具有铜来代替铝。散热器和热交换器由于其出色的散热特性而使用铜。微波烤箱中的电磁体，真空管，阴极射线管和磁子使用铜，波导用于微波辐射。

电动机

铜的高电导率提高了电动机的效率。这很重要，因为电动机和电动机系统占全球所有电力消耗的43-46％，占行业使用的所有电力的69％。在线圈中增加铜的质量和横截面会提高电动机的效率。铜电动机转子是一种专为节能是主要设计目标的电机应用设计的新技术，它使通用电动机能够满足并超过国家电气制造商协会（NEMA）高级效率标准。

可再生能源生产

可再生能源（例如太阳能，风能，潮汐，水力，生物量和地热）等可再生能源已成为能源市场的重要部门。这些来源在21世纪的迅速增长是由于化石燃料的成本增加以及它们的环境影响问题大大降低了其使用的促进。

铜在这些可再生能源系统中起重要作用。在可再生能源系统中，铜使用的平均最高五倍，是化石燃料和核电站等传统发电的五倍。由于铜是工程金属（仅次于白银）中的出色热和电导体，因此利用铜生成和发射能量的电气系统具有高效率，并且具有最小的环境影响。

当选择电气导体，设施规划师和工程师时，由于其在使用寿命中的电能效率以及维护成本，将材料的资本投资成本与运营储蓄相比。在这些计算中，铜通常票价很好。一个称为“铜使用强度”的因素，是安装新的发电能力兆瓦所需的铜数量的量度。

在计划新的可再生电源设施时，工程师和产品规范材料试图避免提供所选材料的短缺。根据美国地质调查局的调查，自1950年以来，地面铜储储量已从2017年的近1亿吨增加到7000％，从近1亿吨增加到7.2亿吨。铜资源估计超过5亿吨。

从2007年至2017年安装的铜提取的供应量是由回收来源带来的30％以上。它的回收速率高于任何其他金属。

建筑学

自古以来，铜被用作耐用，耐腐蚀和防风雨的建筑材料。屋顶，闪光，雨水沟，落水管，圆顶，尖顶，拱顶和门已经用铜制成了数百或数千年。铜的建筑用途已在现代扩展，包括内部和外墙覆层，建筑膨胀接头，射频屏蔽以及抗菌和装饰性室内产品，例如有吸引力的扶手，浴室固定装置和柜台上衣。作为建筑材料，铜的其他重要好处包括低热量，重量轻，闪电保护和可回收性。

该金属的独特天然绿色古铜色长期以来一直被建筑师和设计师垂涎。最终的古铜色是一个特别耐用的层，对大气腐蚀具有高度耐药性，从而保护了基础金属免受进一步的风化。它可以是各种量的碳酸盐和硫酸盐化合物的混合物，具体取决于环境条件，例如含硫酸雨。建筑铜及其合金也可以“完成”以呈现特殊的外观，感觉或颜色。饰面包括机械表面处理，化学着色和涂料。

铜具有出色的釬焊和焊接特性，可以焊接；最好的结果是通过气体金属电弧焊接获得的。

抗抗蛋白

铜是生物抑制性的，这意味着细菌，许多其他形式的生命不会在其上生长。因此，长期以来，它一直被用来对船只的一部分进行排列，以防止藤壶和贻贝。它最初是纯净的，但此后已被Muntz Metal和基于铜的油漆所取代。同样，正如水产养殖中的铜合金中所讨论的那样，铜合金已成为水产养殖工业中重要的净材料，因为它们是抗菌和防止生物污染的，即使在极端条件下，并且在海洋环境中具有强大的结构和耐腐蚀特性。

抗菌

铜合金触摸表面具有自然特性，可破坏广泛的微生物（例如，大肠杆菌O157：H7，甲氧西林抗性金黄色葡萄球菌（MRSA）（ MRSA ），葡萄球菌，艰难梭菌，梭子座，封闭梭菌，A型病毒，病毒，SARS-COV-2 ， SARSCOV -2，SARSCOV-2和真菌）。自从远古时代以来，印第安人就一直在使用铜管来存储水，甚至在现代科学意识到其抗菌特性之前。事实证明，一些铜合金在定期清洁后仅在两个小时内杀死99.9％的引起疾病的细菌。美国环境保护署（EPA）已批准这些铜合金的注册为“具有公共卫生益处的抗菌材料”；该批准使制造商可以对注册合金产品的公共卫生福利提出法律索赔。此外，EPA还批准了一长串由这些合金制成的抗菌铜产品，例如床架，扶手，过度床，水槽，水槽，水龙头，水龙头，门旋钮，厕所硬件，计算机键盘，健康俱乐部设备和购物车购物车手柄。医院使用铜门把手来减少疾病的转移，而水管系统中的铜管抑制了军团疾病。抗菌铜合金产品现在正在英国，爱尔兰，日本，韩国，法国，丹麦和巴西的医疗机构中安装，并在美国和圣地亚哥的地铁运输系统中要求在2011年至2014年期间，在大约30个电台安装了铜- 锌合金扶手。纺织纤维可以与铜混合以制成抗菌防护织物。

铜的需求

预计2023年的世界总产量将接近2300万吨。由于持续的能源过渡到电力，铜的需求正在增加。中国占需求的一半以上。

出于某些目的，其他金属可以替代，铝线被替换为许多应用，但设计不当会导致火灾危害。此后，通过使用较大尺寸的铝线（＃8AWG及向上）来解决安全问题，并且仍在安装正确设计的铝线接线来代替铜线。例如，空中客车A380使用铝线代替铜线进行电力传输。

投机投资

由于全球基础设施增长的使用量增加，以及它在生产风力涡轮机，太阳能电池板和其他可再生能源中的重要作用，因此铜可以用作投机投资。预测需求增加的另一个原因是，尽管辩论了电动汽车对铜需求的影响，但电动汽车的平均铜的平均含量是常规汽车的3.6倍。有些人通过铜矿股， ETF和未来投资铜。其他人则以铜棒或圆形形式存储物理铜，尽管与贵金属相比，这些铜倾向于具有更高的溢价。那些想避免铜笔保费的人，也可以在1982年之前存放旧铜线，铜管或美国便士。

民间医学

铜通常用于珠宝，根据一些民间传说，铜手镯缓解了关节炎症状。在一项骨关节炎试验和一项类风湿关节炎试验中，铜手镯和对照（非铜）手镯之间未发现差异。没有证据表明铜可以通过皮肤吸收。如果是这样，可能会导致铜中毒。

降解

紫杉醇和假单胞菌荧光菌都可以动员固体铜作为氰化物化合物。与Calluna ， Erica和疫苗相关的类霉菌真菌可以在含有铜的金属土壤中生长。外生肌肉真菌Suillus Luteus可保护幼树免受铜毒性的侵害。发现了尼日尔的真菌曲霉的样品，从金矿溶液中生长出来，并被发现含有金，银，铜，铁和锌等金属的氰基络合物。该真菌还在重金属硫化物的溶解中起作用。

生物学作用

生物化学

铜蛋白在生物电子传输和氧运输中具有多种作用，这些过程利用了Cu（I）和Cu（II）的易于转换的过程。铜对于所有真核生物的有氧呼吸至关重要。在线粒体中，它在细胞色素C氧化酶中发现，这是氧化磷酸化的最后一种蛋白质。细胞色素C氧化酶是结合铜和铁之间O ₂的蛋白质。蛋白质将8个电子传输到O ₂分子，以将其降低到两个分子。在许多超氧化物歧化酶，蛋白质中也发现了铜，这些蛋白质通过将其转化为氧气和过氧化氢来催化超氧化物的分解：

CU ²⁺ -SOD + ^O _2- →CU ⁺ -SOD + O ₂ （铜的还原；超氧化物的氧化）
CU ⁺ -SOD + O _2- ⁺ 2H ⁺ →CU ²⁺ -SOD + H ₂ O ₂ （铜的氧化；超氧化物的还原）

蛋白质血红蛋白是大多数软体动物中的氧载体和一些节肢动物，例如马蹄蟹（ Limulus Polyphemus ）。由于血氨酸是蓝色的，因此这些生物具有蓝血，而不是铁基血红蛋白的红血。与血红素结构相关的是laccase和酪氨酸酶。这些蛋白质羟基底物不是可逆地结合氧，而是由它们在漆形成中的作用所说明。铜的生物学作用从地球大气中的氧气出现开始。几种铜蛋白，例如“蓝色铜蛋白”，不会直接与底物相互作用。因此，它们不是酶。这些蛋白质通过称为电子转移的过程中继电子。

在一氧化氧化物还原酶中发现了一个独特的四核铜中心。

已经研究了用于治疗威尔逊氏病的化合物用于癌症治疗。

营养

铜是动植物中必不可少的痕量元素，但不是所有微生物。人体含有每公斤体重约1.4至2.1 mg的铜。

吸收

铜被吸收在肠道中，然后运输到肝脏绑定到白蛋白。在肝脏中加工后，将铜分布在第二阶段，涉及蛋白质ceruloplasmin ，其中大部分是血液中的铜。 Ceruloplasmin还携带在牛奶中排泄的铜，并且特别吸收作为铜来源。体内的铜通常会经历肠肝循环（每天约5毫克，每天约1毫克在饮食中吸收并从体内排泄），并且人体能够通过胆汁来排泄一些多余的铜，从肝脏中携带一些铜，然后不会被肠子吸收。

饮食建议

美国医学研究所（IOM）更新了2001年铜的估计平均需求（EAR）和建议的饮食津贴（RDA）。如果没有足够的信息来建立耳朵和RDA，则使用估计指定的适当摄入量（AI ）反而。铜的AI为：0-6个月大的男性和女性的200μg铜，以及7-12个月大的男性和女性的220μg铜。对于两种性别，铜的RDA为：1-3岁的340μg铜，440μg的铜4-8岁，9-13岁的铜，700μg铜，890μg的铜，14-14- 18岁和900μg铜，年龄在19岁及以上。怀孕，1,000μg。对于哺乳，1,300μg。至于安全性，在证据足够的情况下，IOM还为维生素和矿物质设定了可耐受的上层摄入水平（ULS）。在铜的情况下，UL设置为10 mg/天。耳朵，RDA，AIS和ULS总共称为饮食参考摄入量。

欧洲食品安全局（EFSA）将集体信息集作为饮食参考价值，而不是人口参考摄入（PRI），而不是RDA，而平均需求而不是EAR。 AI和UL定义与美国相同。对于18岁及以上的男女，AIS分别设置为1.3和1.6 mg/天。怀孕和泌乳的AIS为1.5 mg/天。对于1-17岁的儿童，AIS随着年龄的增长从0.7 mg/天增加。这些AI高于美国RDA。欧洲食品安全局审查了同样的安全问题，并将其UL定为5 mg/天，这是美国价值的一半。

对于美国食品和饮食补充标签的目的，该份量中的数量表示为每日价值的百分比（％dv）。为了铜标签目的，每日价值的100％为2.0 mg，但截至2016年5月27日，将其修改为0.9 mg，以使其与RDA达成一致。在参考每日摄入量时，提供了旧的和新成人每日值的表。

不足

由于铜缺乏症在促进铁的摄取中的作用，可以产生贫血的症状，中性粒细胞，骨异常，低外形，增长受损，感染的发病率增加，骨质疏松症，硫酸性疾病，甲状腺功能亢进以及gllucose和胆固醇代理的异常。相反，威尔逊氏病在人体组织中导致铜的积累。

通过测试低血浆或血清铜水平，低谷蛋白素和低红细胞超氧化物歧化酶水平的低血浆或血清铜水平，可以发现严重的缺陷；这些对边际铜状态不敏感。 “白细胞和血小板的细胞色素C氧化酶活性”已被称为缺乏的另一个因素，但尚未通过复制证实结果。

毒性

在自杀企图中，已经服用了各种铜盐的克数，并在人类中产生了急性铜毒性，这可能是由于氧化还原循环和损害DNA的活性氧的产生。相应数量的铜盐（30 mg/kg）在动物中有毒。据报导，兔子健康生长的最低饮食价值在饮食中至少为3 ppm 。然而，兔子饮食中较高浓度的铜（100 ppm，200 ppm或500 ppm）可能会对饲料转化效率，增长率和car体敷料百分比有利。

由于调节吸收和排泄的运输系统，慢性铜毒性通常不会发生在人类中。铜转运蛋白中的常染色体隐性突变可以禁用这些系统，从而导致威尔逊氏病在遗传两个有缺陷基因的人的肝脏积累和肝硬化。

铜水平升高也与恶化的阿尔茨海默氏病症状有关。

人类暴露

在美国，职业安全与健康管理局（OSHA）指定了工作场所中铜粉尘和烟雾的允许暴露限制（PEL），为时间加权平均（TWA）为1 mg/m ³ 。美国国家职业安全与健康研究所（NIOSH）将建议的暴露限制（REL）设置为1 mg/m ³ ，平均时间加权。 IDLH （立即对生命和健康危险）值为100 mg/m ³ 。

铜是烟草烟雾的组成部分。烟草植物很容易吸收并积聚重金属，例如从周围土壤中的铜进入其叶子。吸入烟雾后，这些很容易吸收到用户的身体中。健康含义尚不清楚。

铜

特征

身体的

化学

同位素

发生

生产