銅 (Cu)

發現史

發現: 7000 BCE

有記載的最古老的幾個文明知道自然界中存在著自然銅，其應用有至少一萬年的歷史。據估計，銅最早在公元前9千年的中東發現，在伊拉克北部出土了8700年前的銅質墜飾。有證據顯示在此之前人類使用的金屬只有金和隕鐵（但沒有煉鐵）。據信煉銅的歷史發展順序如下：（1）自然銅的冷加工、（2）退火、（3）冶煉、（4）失蠟法鑄造。在東南安那托利亞，這四種冶金方式在公元前7500年的新石器時代初期幾乎同時出現。不過，煉銅在世界各地獨立出現，就像農業一樣。公元前2800年以前的中國，公元後600年的中美洲，公元後九至十世紀的非洲都可能已經發現銅的冶煉方法。熔模鑄造發現於公元前4500到4000年的東南亞。碳測年確定英國柴郡的阿爾德利埃奇在公元前2280年到1890年已經有銅的開採。生活在3300到3200年前的冰人奧茨出土時帶有一把斧子，斧頭是99.7%純的銅，另外他的頭髮砷含量很高，這表明他從事過銅的冶煉。銅的使用經驗有助於開發其他金屬為己所用，特別是煉銅使人類發明了煉鐵。位於現在密西根州和威斯康辛州的舊紅銅文明群在公元前6000到3000年之間就在生產銅。在發明煉銅之後的4000年，人類開始把銅和錫熔煉成合金，是為青銅。溫查文明在公元前4500年就出現了青銅器。蘇美爾和古埃及的青銅器出現在公元前3000年。東南歐的青銅時代在公元前3700到3300年開啟，西北歐則在公元前2500年開啟。後來，近東在公元前2000到1000年進入鐵器時代，北歐則是公元前600年。銅是古代就已經知道的金屬之一。一般認為人類知道的第一種金屬是金，其次就是銅。銅在自然界儲量非常豐富，並且加工方便。銅是人類用於生產的第一種金屬，最初人們使用的只是存在於自然界中的天然單質銅，用石斧把它砍下來，便可以錘打成多種器物。隨著生產的發展，只是使用天然銅製造的生產工具就不敷應用了，生產的發展促使人們找到了從銅礦中取得銅的方法。含銅的礦物比較多見，大多具有鮮艷而引人注目的顏色，例如：金黃色的黃銅礦CuFeS2，鮮綠色的孔雀石CuCO3Cu(OH)2，深藍色的石青2CuCO3Cu(OH)2，赤銅礦Cu2O，輝銅礦Cu2S等，把這些礦

用途與應用

銅的價格在10~5美元每千克（相比較銀850-550美元每千克）。銅的最普遍用途在於製造電線，通常現時所用的電線都是由純銅製成，這是因為它的導電性和導熱性都僅次於銀，但卻比銀便宜得多。而且銅很容易加工，透過熔解、鑄造、壓延等工序改變形狀，便可製成汽車零件以及電子零件。這些經過加工的銅製品，統稱為「伸銅品」。而銅可用於製造多種合金，銅的重要合金有以下幾種：黃銅黃銅是銅與鋅的合金，因色黃而得名。黃銅的機械性能和耐磨性能都很好，可用於製造精密儀器、船舶的零件、槍炮的彈殼、水龍頭等。黃銅敲起來聲音好聽，因此鑼、鈸、鈴、號等樂器都是用黃銅製做的。航海黃銅銅與鋅、錫的合金，抗海水侵蝕，可用來製作船的零件、平衡器。青銅銅與錫的合金叫青銅，因色青而得名。在古代為常用合金(如中國的青銅時代)。青銅一般具有較好的耐腐蝕性、耐磨性、鑄造性和優良的機械性能，且硬度大。用於製造精密軸承、高壓軸承、船舶上抗海水腐蝕的機械零件以及各種板材、管材、棒材等。青銅還有一個反常的特性——「熱縮冷脹」，用來鑄造塑像，冷卻後膨脹，可以使眉目更清楚。磷青銅磷青銅是銅、錫與磷的合金，其中含有錫2%-8%，含有磷2-8%，其餘成分余為銅。堅硬，可製彈簧。鑄件可用於齒輪、蝸輪、軸承等機械部件。白銅白銅是銅與鎳的合金，其色澤和銀一樣，銀光閃閃，不易生銹。常用於製造硬幣、電器、儀錶和裝飾品。十八開金（18K金或稱玫瑰金）6/24的銅與18/24的金的合金。紅黃色，硬度大，可用來製作首飾、裝飾品。

同位素

銅有29個同位素。63Cu和65Cu很穩定，63Cu在自然存在的銅中約占69%；它們的自旋量子數都為3/2。其他同位素都有放射性，其中最穩定的是67Cu，半衰期61.83小時。已確定7個亞穩態核素的特性，其中68mCu半衰期最長，為3.8分鐘。質量數64以上的核素發生β衰變，質量數64以下的核素發生正電子發射。64Cu兩種衰變都會發生，半衰期12.7小時。62Cu和64Cu有重要應用。62Cu在62Cu-PTSM中用作正電子發射斷層掃描的放射性示蹤劑。