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Das Periodensystem der Elemente für den Schulgebrauch |
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| Kupfer | |
(Kupfergruppe) 4. Periode ________________ 11. Gruppe (IUPAC 89) |
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| Elementart: Metall | Oxidationsstufe(n): +2 (+1) |
| Schmelztemperatur: 1083 °C (1356 K) | Elektronegativität: 1,9 |
| Siedetemperatur: 2567 °C (2840 K) | Atomradius: 128 pm |
| Dichte: 8,92 g/cm3 | Erdkrustenhäufigkeit: 0,01 % |
| Anordnung der Elektronen | |||||||||||||||||||
| 1s | 2s | 2p | 3s | 3p | 3d | 4s | 4p | 4d | 4f | 5s | 5p | 5d | 5f | .. | 6s | 6p | 6d | ... | 7s |
| 2 | 2 | 6 | 2 | 6 | 10 | 1 | |||||||||||||
| Name | Lateinisch »cuprum«, benannt nach der Insel Zypern. | ||||||||
| Entdeckung | Die erstmalige Herstellung und Verwendung von Kupfer lässt sich auf ca. 8000 v. Chr. datieren. Kupfer ist damit das erste Metall, das der Mensch zu benutzen lernte.  Das Bild zeigt Kupferbarren aus der Ladung eines versunkenen römischen Schiffes, zu sehen im "Musée départemental de l'Arles antiques" in Arles (Südfrankreich). |
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| Eigenschaften |
 Patina auf einem zur Reparatur abgenommenen Wetterhahn.
Kupfer ist unlöslich in Salzsäure, aber löslich in der oxidierend wirkenden Salpetersäure. Cu2+-Ionen sind blau gefärbt. Für niedere Organismen sind Cu2+-Ionen stark giftig. Kupfersulfat-Kristalle ("Blaustein") [Cu(H2O)4]2+[SO4]2- × H2O CuSO4 × 5 H2O |
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| Vorkommen |
 Das von dem deutschen Radarsatelliten "TerraSAR-X" aufgenommene Bild zeigt den größten Kupfererz-Tagebau der Welt: Chuquicamata in Chile. Der Tagebau geht bald bis über 1.000 m in die Tiefe. Der Kupfergehalt des Gesteins – täglich werden davon ca. 180.000 Tonnen abgebaut – liegt bei rund 1,5%. Dem entspricht eine Kupferproduktion 2.500 Tonnen täglich. Die Mine gehört heute dem chilenischen Staatsunternehmen Codelco.
Foto: www.minerals-online.de  Blaue Kupfer-Erze, vorwiegend Chrysokoll, ein Kupfer-Aluminium-Silicat (Omaue-Mine in Namibia)
Meist in sulfidischen Erzen (Chalkopyrit, Bornit u.a.), gelegentlich auch gediegen. Die bedeutendsten Kupfererzvorkommen liegen in Chile und den USA. Als Spurenelement findet sich Kupfer in pflanzlichen und tierischen Organismen.
Malachit (grün) auf Chalkopyrit (Ehemalige Kupfergrube ("Grube Marie") bei Kölschhausen/Hess.).  Gediegenes Kupfer (Herkunft: Arizona/USA)
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| Herstellung | Aufbereitung des Kupfererzes durch Flotation, dann Überführung durch »Rösten« in Oxid, anschließend Reduktion mit Kohle. Zur Entfernung von Fremdelementen wird das Rohkupfer als Anode in schwefelsaurer Kupfersulfat-Lösung einer Elektrolyse mit einer angelegten Gleichspannung zwischen 0,3 und 2 V unterzogen. Dabei geht das Kupfer der Anode in Lösung und scheidet sich als Elektrolytkupfer mit einem Reinheitsgrad von mehr als 99,95% an der Kathode wieder ab. Unedlere Elemente wie z.B. Zn, Ni, Co und Fe bleiben gelöst. Die edleren hingegen (z.B. Ag, Au, Pd, Pt, Se, Te, Bi, As, Sb und Pb) sinken zusammen mit etwas abgerissenem Kupfer als "Anodenschlamm" zu Boden. |
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| Verwendung | Als Leiter in der Elektrotechnik; für Heiz- und Kühlrohre; Rohre für Gas- und Wasserinstallation; Dachrinnen; Kupfergefäße; für Legierungen (Messing,
Bronze, Rotguss, Hartlot, Neusilber u.a.). Kabel aus Elektrolytkupfer, teilweise zum Schutz vor Korrosion verzinnt, finden auch im Automobilbau umfangreiche Anwendung. In modernen Fahrzeugen werden bis zu 3 km kupferhaltige Leitungen verlegt. Bei großen Fahrzeugen können auch bis zu 5 km Länge erreicht werden. |
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| Isotope | 63Cu (69,17%), 65Cu (30,83%) | ||||||||
| Redox-Potenziale |
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Cu2+ + e–
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