Оксид меди(II)

Окси́д ме́ди(II) (окись меди) CuO — оксид двухвалентной меди. Кристаллы чёрного цвета, в обычных условиях довольно устойчивые, практически нерастворимые в воде. В природе встречается в виде минерала тенорита (мелаконита) чёрного цвета.

Оксид меди(II) в прозрачной ёмкости

Оксид меди​(II)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид меди​(II)​
Хим. формула	CuO
Физические свойства
Состояние	черный порошок
Молярная масса	79,545 г/моль
Плотность	6,31 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	1447 [1]
• кипения	2000 °C
Давление пара	0 ± 1 мм рт.ст.[2]
Химические свойства
Растворимость
• в воде	нерастворим
Классификация
Рег. номер CAS	[1317-38-0]
PubChem	164827 и 14829
Рег. номер EINECS	215-269-1
SMILES	O=[Cu]
InChI	InChI=1S/Cu.O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N
RTECS	GL7900000
ChemSpider	144499
Безопасность
NFPA 704	0 2 1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Кристаллическая решётка оксида меди характеризуется следующими параметрами: моноклинная сингония, пространственная группа C_2h, параметры ячейки a = 0.46837(5) нм, b = 0.34226(5) нм, c = 0.51288(6) нм, α = 90°, β = 99,54(1)°, γ = 90°. Атом меди окружён четырьмя атомами кислорода и имеет искажённую плоскую конфигурацию.

Получение

Получить оксид меди(II) можно:

• нагревая металлическую медь на воздухе (в интервале температур 200—375 °C^[3]):

${\displaystyle {\mathsf {2Cu+O_{2}\rightarrow 2CuO}}}$

• нагревая гидроксид меди(II), её нитрат или карбонат:

${\displaystyle {\mathsf {2Cu(NO_{3})_{2}\rightarrow 2CuO+4NO_{2}+O_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CuCO_{3}\rightarrow CuO+CO_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Cu(OH)_{2}\rightarrow CuO+H_{2}O}}}$

• нагревая малахит:

${\displaystyle {\mathsf {Cu_{2}CO_{3}(OH)_{2}{\xrightarrow {^{o}t}}2CuO+CO_{2}+H_{2}O}}}$

Химические свойства

Оксид меди(II) реагирует с кислотами с образованием соответствующих солей меди(II) и воды:

${\displaystyle {\mathsf {CuO+2HNO_{3}\rightarrow Cu(NO_{3})_{2}+H_{2}O}}}$

При сплавлении CuO со щелочами и оксидами образуются купраты:

${\displaystyle {\mathsf {CuO+2KOH{\xrightarrow {^{o}t}}K_{2}CuO_{2}+H_{2}O}}}$

При нагревании до 1100 °C разлагается на оксид меди(I) и кислород.

${\displaystyle {\ce {CuO->[1100^oC] Cu2O + O2 ^}}}$

Оксиду меди(II) соответствует гидроксид меди(II) Cu(OH)₂, который является очень слабым основанием. Он способен растворяться в концентрированных растворах щелочей с образованием комплексов (то есть обладает слабыми амфотерными свойствами):

${\displaystyle {\mathsf {Cu(OH)_{2}+2NaOH\rightarrow Na_{2}[Cu(OH)_{4}]}}}$ (тетрагидроксокупрат(II) натрия).

Оксид меди(II) восстанавливается до металлической меди аммиаком, монооксидом углерода, водородом, углем:

${\displaystyle {\ce {CuO + H_2 ->[t^oC] Cu + H2O ^}}}$

${\displaystyle {\ce {CuO + C ->[t^oC] Cu + CO ^}}}$

${\displaystyle {\ce {CuO + CO ->[t^oC] Cu + CO2 ^}}}$

${\displaystyle {\ce {3CuO + 2NH3 ->[t^oC,Ne] 3Cu + N2 ^ + 3H2O ^}}}$

Физические свойства

Оксид меди(II) относится к моноклинной кристаллической системе.
Работа выхода электрона из кристалла CuO составляет 5,3 эВ.
Оксид меди(II) представляет собой полупроводник p-типа с узкой шириной запрещенной зоны 1,2 эВ.
Оксид меди может быть использован для производства сухих батарей.

Применение

CuO используют при производстве стекла и эмалей для придания им зелёной и синей окраски. Кроме того, оксид меди применяют в производстве медно-рубинового стекла.

В лабораториях применяют для обнаружения восстановительных свойств веществ. Вещество восстанавливает оксид до металлической меди, при этом чёрный цвет оксида меди переходит в розовую окраску меди.

См. также

• Оксид меди(I)