Cobre

Elemento químico, de símbolo Cu, con número atómico 29; uno de los metales de transición e importante metal no ferroso. Su utilidad se debe a la combinación de sus propiedades químicas, físicas y mecánicas, así como a sus propiedades eléctricas y su abundancia. El cobre fue uno de los primeros metales usados por los humanos.

La mayor parte del cobre del mundo se obtiene de los sulfuros minerales como la calcocita, covelita, calcopirita, bornita y enargita. Los minerales oxidados son la cuprita, tenorita, malaquita, azurita, crisocola y brocantita. El cobre natural, antes abundante en Estados Unidos, se extrae ahora sólo en Michigan. El grado del mineral empleado en la producción de cobre ha ido disminuyendo regularmente, conforme se han agotado los minerales más ricos y ha crecido la demanda de cobre. Hay grandes cantidades de cobre en la Tierra para uso futuro si se utilizan los minerales de los grados más bajos, y no hay probabilidad de que se agoten durante un largo periodo.

El cobre es el primer elemento del subgrupo Ib de la tabla periódica y también incluye los otros metales de acuñación, plata y oro. Su átomo tiene la estructura electrónica 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹. El bajo potencial de ionización del electrón 4s¹ da por resultado una remoción fácil del mismo para obtener cobre(I), o ion cuproso, Cu⁺, y el cobre(II), o ion cúprico, Cu²⁺, se forma sin dificultad por remoción de un electrón de la capa 3d. El peso atómico del cobre es 63.546. tiene dos isótopos naturales estables ⁶³Cu y ⁶⁵Cu. También se conocen nueve isótopos inestables (radiactivos). El cobre se caracteriza por su baja actividad química. Se combina químicamente en alguno de sus posibles estados de valencia. La valencia más común es la de 2+ (cúprico), pero 1+ (cuproso) es también frecuente; la valencia 3+ ocurre sólo en unos cuantos compuestos inestables.

Un metal comparativamente pesado, el cobre sólido puro, tiene una densidad de 8.96 g/cm³ a 20ºC, mientras que el del tipo comercial varía con el método de manufactura, oscilando entre 8.90 y 8.94. El punto de fusión del cobre es de 1083.0 (+/-) 0.1ºC (1981.4 +/- 0.2ºF). Su punto de ebullición normal es de 2595ºC (4703ºF). El cobre no es magnético; o más exactamente, es un poco paramagnético. Su conductividad térmica y eléctrica son muy altas. Es uno de los metales que puede tenerse en estado más puro, es moderadamente duro, es tenaz en extremo y resistente al desgaste. La fuerza del cobre está acompañada de una alta ductibilidad. Las propiedades mecánicas y eléctricas de un metal dependen en gran medida de las condiciones físicas, temperatura y tamaño de grano del metal.

De los cientos de compuestos de cobre, sólo unos cuantos son frabricados de manera industrial en gran escala. El más importante es el sulfato de cobre(II) pentahidratado o azul de vitriolo, CuSO₄ ^. 5H₂O. Otros incluyen la mezcla de Burdeos; 3Cu(OH)₂CuSO₄; verde de París, un complejo de metaarsenito y acetato de cobre; cianuro cuproso, CuCN; óxido cuproso, Cu₂O; cloruro cúprico, CuCL₂; óxido cúprico, CuO; carbonato básico cúprico; naftenato de cobre, el agente más ampliamente utilizado en la prevención de la putrefacción de la madera, telas, cuerdas y redes de pesca. Las principales aplicaciones de los compuestos de cobre las encontramos en la agricultura, en especial como fungicidas e insecticidas; como pigmentos; en soluciones galvanoplásticas; en celdas primarias; como mordentes en teñido, y como catalizadores.

Propiedades del cobre

Los metales de transición, también llamados elementos de transición es el grupo al que pertenece el cobre. En este grupo de elementos químicos al que pertenece el cobre, se encuentran aquellos situados en la parte central de la tabla periódica, concretamente en el bloque d. Entre las características que tiene el cobre, así como las del resto de metales de tansición se encuentra la de incluir en su configuración electrónica el orbital d, parcialmente lleno de electrones. Propiedades de este tipo de metales, entre los que se encuentra el cobre son su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y ser buenos conductores de la electricidad y el calor.

El estado del cobre en su forma natural es sólido (diamagnético). El cobre es un elmento químico de aspecto metálico, rojizo y pertenece al grupo de los metales de transición. El número atómico del cobre es 29. El símbolo químico del cobre es Cu. El punto de fusión del cobre es de 1357,77 grados Kelvin o de 1085,62 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del cobre es de 3200 grados Kelvin o de 2927,85 grados celsius o grados centrados.

Usos del cobre

Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el cobre, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:

• El cobre se utiliza para las tuberías de suministro de agua. Este metal también se utiliza en refrigeradores y sistemas de aire acondicionado.
• Los disipadores de calor de los ordenadores están hechos de cobre debido a que el cobre es capaz de absorber una gran cantidad de calor.
• El magnetrón, la parte fundamental de los hornos de microondas, contiene cobre.
• Los tubos de vacío y los tubos de rayos catódicos, contienen cobre.
• A algunos fungicidas y los suplementos nutricionales se les añaden partículas de cobre.
• Como un buen conductor de electricidad, el cobre se utiliza en el hilo de cobre, electroimanes, relés e interruptores eléctricos.
• El cobre es un material muy resistente al óxido. Se ha utilizado para hacer recipientes que contienen agua desde tiempos antiguos.
• Algunas estructuras y estatuas, como la Estatua de la Libertad, están hechas de cobre.
• El cobre se combina a veces con el níquel para hacer un material resistente a la corrosión que se utiliza en la construcción naval.
• El cobre se utiliza para fabricar pararrayos. Estos atraen los rayos y provocan que la corriente eléctrica se disperse en lugar de golpear y destruir la estructura sobre la que están colocados.
• El sulfato de cobre se usa para eliminar el moho.
• El cobre se utiliza a menudo para colorear el vidrio. Es también un componente del esmalte cerámico.
• Muchos de los instrumentos musicales, en particular instrumentos de bronce, están hechos de cobre.

Propiedades atómicas del cobre

La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el cobre dentro de la tabla periódica de los elementos, el cobre se encuentra en el grupo 11 y periodo 4. El cobre tiene una masa atómica de 63,536 u.

La configuración electrónica del cobre es [Ar]3d104s1. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. El radio medio del cobre es de 135 [3]pm pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 145 [3]pm (Radio de Bohr) pm, su radio covalente es de 138 [3]pm pm y su radio de Van der Waals es de 140 [3]pm pm.