kobberforbindelser

Kobber optræder i forbindelser i de formelle oxidationstrin 0 til +4, hvor dog 0 og +4 er yderst sjældne og kun forekommer i nogle få komplekser. Endvidere findes der et stort antal intermetalliske forbindelser, i hvilke kobber ikke kan tildeles et bestemt oxidationstrin.

Intermetalliske forbindelser

Intermetalliske forbindelser. Kobber danner legeringer og intermetalliske forbindelser med et stort antal metaller. Blandt de ældste kendte kobberlegeringer er legeringer med tin. Disse kaldes bronzer og er normalt flerfasesystemer, der består af en kobberfase, hvori der er opløst lidt tin, samt en intermetallisk forbindelse med sammensætning Cu3Sn. Derudover findes flere andre intermetalliske kobber-tin-forbindelser, der er stabile ved temperaturer fra 400 °C til 800 °C. Andre velkendte kobberlegeringer, kaldet messing, indeholder zink. Kobber kan i fast tilstand opløse indtil 30 procent zink uden at ændre krystalstruktur, men med højere zinkmængder dannes egentlige kemiske forbindelser. En af dem er betamessing, der har en veldefineret krystalstruktur i intervallet CuZn0,92 til CuZn. En anden er gammamessing i området fra CuZn1,4 til CuZn2. Kobber danner ikke forbindelser med det beslægtede metal sølv, men med guld danner det CuAu og Cu3Au.

Oxidationstrin og forbindelser

Oxidationstrin +1. I vandige opløsninger disproportioneres kobber(I)ionen, Cu+, til kobber(II)ionen, Cu2+, og frit kobber. Derfor er kun komplekst bundne kobber(I)forbindelser (tidligere kaldet cuproforbindelser) stabile i vand, fx kobber(I)diamminionen, Cu(NH3)2+, og kun tungtopløselige kobber(I)forbindelser er stabile i kontakt med vand.

Kobber(I)oxid, Cu2O, findes i naturen som det røde mineral cuprit, hvor det tilsvarende sulfid, Cu2S, er sort. De to stoffer er de mest stabile kobberforbindelser ved høje temperaturer. Kobber(I)klorid, CuCl, er et hvidt, tungtopløseligt stof, der kan dannes ved at behandle kobber(II)klorid med metallisk kobber. Det absorberer carbonmonoxid under dannelse af klorocarbonylkobber(I), Cu(CO)Cl. Jodidioner og cyanidioner reducerer Cu(II)forbindelser i vandig opløsning ved bundfældning af henholdsvis kobber(I)jodid, CuI, og kobber(I)cyanid, CuCN. De to stoffer opløses i overskud af henholdsvis jodid og cyanid under dannelse af de komplekse ioner CuI2- og Cu(CN)2-.

Oxidationstrin +2. Blandt kobber(II)forbindelserne (tidligere kaldet cupriforbindelser) findes kobber(II)oxid, CuO, der er et sort stof, som er uopløseligt i vand. Det dannes i luft ved opvarmning af enten kobber eller kobber(I)oxid til ca. 800 °C. Kobber(II)hydroxid, Cu(OH)2, udfældes, når der sættes base, fx natriumhydroxid, til opløsninger af kobber(II)salte.

Der findes to former af kobber(II)hydroxidkarbonat eller basisk kobberkarbonat, som ofte findes sammen. Det ene har sammensætningen Cu3(CO3)2(OH)2 og kendes som det dybblå mineral azurit, også kaldet kobberlazur; det andet er det grønne malakit, Cu2CO3(OH)2, som er en af bestanddelene i ir. Malakit har haft anvendelse som malerfarve.

Kobber(II)sulfat, også kaldet kobbervitriol eller blåsten, CuSO4∙5H2O, dannes ved opløsning af kobber(II)oxid i svovlsyre. Det fås som store, smukke, lyseblå krystaller. Det anvendes som svampe- og algedræbende middel. Sættes ammoniak i overskud til en kobber(II)opløsning, dannes den komplekse ion kobber(II)tetrammin, Cu(NH3)42+, som giver opløsningen en mørkeblå farve. Kobber(II)tetramminhydroxid kan opløse cellulose og anvendes bl.a. ved fremstilling af rayon. I det hele taget danner kobber(II)ionen en stor mængde komplekse forbindelser, og mange proteiner og andre biologisk vigtige forbindelser indeholder kobber(II) bundet i et kompleks.

Oxidationstrin +3. Kun oxiderende grundstoffer som fluor og oxygen kan stabilisere kobber i dette oxidationstrin og kun som faste forbindelser. Rene Cu(III)forbindelser er fluoriderne K3[CuF6] og Cs[CuF4], men de bedst kendte kobberforbindelser, som indeholder kobber i oxidationstrin +3, er de såkaldte højtemperatursuperledere. Den først fremstillede forbindelse, der er superledende over nitrogens kogepunkt (−196 °C), er yttriumbariumkobberoxid, YBa2Cu3O7, der er superledende under −183 °C. Kun det ene af de tre kobberatomer er i oxidationstrin +3. Et meget stort antal forbindelser med kobber i oxidationstrin +3 er blevet syntetiseret og undersøgt for superledende egenskaber. Fælles for disse keramiske superledere er en lagdelt struktur med kobber-oxygen-lag. Se også superledning.

Læs mere i Den Store Danske

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig