【元素図鑑】銅 Cu【原子番号29】

銅に関する情報をまとめました。

元素図鑑

銅の基本情報

和名	銅
英名	Copper
語源	地中海キプロス島 (Cyprus)
元素記号	Cu
原子番号	29
原子量	63.55
常温（25℃）での状態	固体（金属）
色	赤色
臭い	ー
密度	8.960 g/cm3（20℃）
融点	1084.5℃
沸点	2562℃
発見者	古来
含有鉱物	自然銅, 黄銅鉱

銅の主な特徴

• 遷移金属元素で、周期表第11族に属す
• 赤褐色の金属光沢をもち、高い電気伝導性・熱伝導性で知られている（銀に次ぐ2位）
• 延性・展性にも優れ、加工性が高いことから、古くから金属器や電線、合金の材料として広く使われてきた
• 酸化数は +1（Cu⁺）と +2（Cu²⁺）があり、色彩豊かな化合物を形成する

銅の歴史

発見

銅は人類が最も早く利用した金属のひとつで、紀元前9000年頃には中東で加工されていました。

紀元前4000年には銅とスズを混ぜた青銅（ブロンズ）が誕生し、「青銅器時代」が始まりました。

名前の由来

元素記号「Cu」は、ラテン語の “cuprum” に由来し、これは「キプロス島の金属」を意味します。

古代においてキプロス島は重要な銅の産地であり、その名が定着しました。

銅の主な用途

銅は導電性と加工性を活かして、多くの分野で利用されています：

• 電気・電子材料： 電線・ケーブル・基板配線・モーターコイル
• 建材・配管： 耐腐食性と加工性を生かした給排水管、屋根材
• 合金： 青銅（Cu-Sn）、黄銅（Cu-Zn）、洋白（Cu-Ni-Zn）など
• 触媒： メタノール合成、CO酸化、水素化などの反応触媒
• 硬貨： 各国の通貨の材料として広く使用（日本の10円玉も銅合金）

銅の生成方法

銅は主に硫化鉱（黄銅鉱CuFeS₂）や酸化鉱から以下の工程で製錬されます：

• 乾式製錬： 鉱石を焼成して硫黄を除き、転炉で銅を濃縮（粗銅）
• 電解精錬： 粗銅を電気分解し、99.99%以上の高純度電解銅を得る
• 湿式製錬： 酸性浸出液から銅イオンを溶出し、電解採取

銅を含む化合物

銅は豊富な化合物を形成し、特有の色彩を示します：

• CuSO₄·5H₂O（硫酸銅(II)五水和物）： 鮮やかな青色結晶。試薬・農薬・めっき液に使用
• CuCl（塩化銅(I)）： 白色結晶。光や酸素で変色
• CuO（酸化銅(II)）： 黒色粉末。セラミックや触媒に利用
• Cu₂O（酸化銅(I)）： 赤色固体。半導体材料にも応用
• 銅錯体： アンモニア・エチレンジアミンとの錯形成により多彩な構造と色を持つ

銅に関する研究事例

銅は無機化学、エネルギー材料、生体無機化学など多岐にわたる研究対象です：

• 酸素還元反応触媒： 燃料電池やCO₂還元電極への応用
• 半導体材料： Cu₂OやCuSCNなどの新規光電変換材料
• 生体内酵素： シトクロムcオキシダーゼ、スーパーオキシドジスムターゼなどの活性中心
• 銅触媒の有機反応： Ullmann反応、Azide-Alkyne Cycloaddition（CuAAC）など
• 抗菌性銅材料： 銅ナノ粒子の抗菌作用を利用した医療用コーティング

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