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 ( ) чёрного цвета.

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 ):

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

• 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.

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

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 :

${\displaystyle {\mathsf {CuO+H_{2}\rightarrow Cu+H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CuO+C\rightarrow Cu+CO}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CuO+CO=Cu+CO_{2}}}}$

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.

Примечания

Литература

• Реми Г. «Курс неорганической химии» М.: Иностранная литература, 1963
• The effect of hydrostatic pressure on the ambient temperature structure of CuO, Forsyth J.B., Hull S., J. Phys.: Condens. Matter 3 (1991) 5257-5261