| Symbool | Cu |
|---|---|
| Atoomnummer | 29 |
| Atoommassa | 63,546 u |
| Categorie | Overgangsmetaal |
| Groep | 11 |
| Periode | 4 |
| Blok | d-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 1084,62 °C |
| Kookpunt | 2562 °C |
| Dichtheid | 8,96 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Ar] 3d10 4s1 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 18, 1 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 1,90 |
| Oxidatiegetallen | +1, +2 |
| Ontdekt | prehistorie |
| Engelse naam | Copper |
| Latijnse naam | Cuprum |
Eigenschappen van koper
Koper is samen met goud en cesium een van de weinige metalen die niet zilvergrijs maar gekleurd zijn: het is zalmroze tot oranjerood. Het is zacht, zeer goed vervormbaar en uitstekend te trekken tot dunne draad. Het geleidt elektriciteit en warmte bijna net zo goed als zilver. Koper is een vrij edel metaal: het reageert niet met water en niet met verdund zoutzuur, maar wel met oxiderende zuren als salpeterzuur. Aan de lucht wordt het langzaam bruin en na jaren groen door een patinalaag van basisch kopercarbonaat en -sulfaat; die laag beschermt het metaal eronder. De meeste koperverbindingen bevatten koper(II) en zijn blauw of groen, zoals kopersulfaat (blauw vitriool). In een vlam kleurt koper groenblauw. De configuratie [Ar] 3d10 4s1 is een uitzondering op de opvulregel, omdat een volle d-subschil stabieler is. Koper doodt bacteriën en virussen op zijn oppervlak (het oligodynamisch effect). Er zijn twee stabiele isotopen: koper-63 en koper-65.
Naam. Het symbool Cu en het woord ‘koper’ komen van het Latijnse ‘cuprum’, afgeleid van ‘aes Cyprium’, metaal van Cyprus, waar de Romeinen veel koper wonnen.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Koper staat in periode 4 en groep 11 van het periodiek systeem, in het d-blok.
Een neutraal atoom heeft 29 protonen in de kern en 29 elektronen, verdeeld over 4 schillen: 2, 8, 18, 1. Het periodenummer (4) is gelijk aan het aantal schillen.
Buren in het systeem: links/ervoor: Nikkel (Ni, 28); rechts/erna: Zink (Zn, 30); eronder in dezelfde groep: Zilver (Ag).
Andere elementen in groep 11: Zilver, Goud, Roentgenium.
Voorkomen
Koper komt soms als zuiver metaal (gedegen koper) in de natuur voor, wat verklaart waarom het een van de eerste metalen was die mensen gebruikten. Het meeste koper zit echter in sulfide-ertsen zoals chalcopyriet en chalcosien, en in oxide-ertsen als malachiet en azuriet. Chili is de grootste producent, gevolgd door Peru, Congo en China. Het erts wordt vaak in gigantische dagbouwmijnen gewonnen, geconcentreerd, gesmolten en tot slot met elektrolyse tot 99,99 procent zuiver koper geraffineerd. Ongeveer een derde van het gebruikte koper komt uit recycling. Je lichaam bevat ongeveer 100 milligram koper, vooral in lever, hersenen en spieren.
Toepassingen
- Elektriciteitskabels, motorwikkelingen, transformatoren en printplaten; ruim de helft van al het koper wordt gebruikt voor elektrische toepassingen.
- Waterleidingen, cv-buizen en daken zijn vaak van koper vanwege de corrosiebestendigheid en goede warmtegeleiding.
- Messing (koper met zink) zit in kranen, deurklinken, muziekinstrumenten en patroonhulzen; brons (koper met tin) in beelden, klokken en scheepsschroeven.
- Euromunten van 1, 2 en 5 cent zijn van verkoperd staal; de 10, 20 en 50 cent zijn van ‘Nordic gold’, een koperlegering.
- Kopersulfaat wordt gebruikt als schimmelbestrijder in wijngaarden (Bordeauxse pap) en tegen algen in water.
- Kopertegels en -klinken in ziekenhuizen helpen de verspreiding van bacteriën te beperken.
Veelgestelde vragen
Waarom wordt koper groen?
Aan de lucht reageert koper langzaam met zuurstof, koolstofdioxide, water en zwavelverbindingen. Eerst ontstaat een bruine laag koperoxide, en na enkele jaren tot decennia een groene laag van basisch kopercarbonaat en kopersulfaat. Die patina, ook wel kopergroen genoemd, beschermt het metaal eronder tegen verdere aantasting.
Waarom wordt koper gebruikt in elektriciteitskabels?
Koper geleidt stroom na zilver het best van alle metalen, maar is veel goedkoper dan zilver. Bovendien is het soepel, makkelijk tot draad te trekken, goed te solderen en corrodeert het nauwelijks. Daardoor is het ideaal voor kabels in huizen, apparaten en het stroomnet.
Is koper magnetisch?
Nee, koper wordt niet aangetrokken door een magneet; het is zelfs zwak diamagnetisch. Een bewegende magneet wekt in koper wel wervelstromen op, die de beweging afremmen. Laat je een sterke magneet door een koperen buis vallen, dan valt hij daardoor opvallend langzaam.