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氧化亚铜

氧化亞銅是化学式为Cu2O的无机化合物。它是的主要氧化物之一,另一种是氧化铜(CuO)。这种红色固体是一些抗附着漆的成分。根据颗粒的大小,该化合物可能呈现黄色或红色。[3]氧化亚铜被发现为带红色的矿物赤铜矿

氧化亚铜
IUPAC名
Copper(I) oxide
别名 氧化铜(I)
赤铜矿
红色氧化铜
识别
CAS号 1317-39-1  
PubChem 10313194
ChemSpider 8488659
SMILES
InChI
InChIKey BERDEBHAJNAUOM-YQWGQOGZAF
EINECS 215-270-7
ChEBI 81908
RTECS GL8050000
KEGG C18714
性质
化学式 Cu2O
摩尔质量 143.09 g·mol⁻¹
外观 棕红色固体
密度 6.0 g/cm3
熔点 1232 °C(1505 K)
沸点 1800 °C(2073 K)
溶解性 不可溶
溶解性(酸) 可溶
能隙 2.137 eV
磁化率 −20×10−6 cm3/mol
结构
晶体结构 立方
空间群 Pn3m,
晶格常数 a = 4.2696
热力学
ΔfHm298K −170 kJ·mol−1
S298K 93 J·mol−1·K−1
危险性
GHS危险性符号
GHS提示词 危险
H-术语 H302, H318, H332, H400, H410
P-术语 P273, P305+351+338[1]
NFPA 704
0
2
1
 
PEL TWA 1 mg/m3 (作为Cu)[2]
相关物质
其他阴离子 硫化亚铜
硫化铜
硒化亚铜
其他阳离子 氧化铜
氧化银
氧化镍
氧化锌
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

制备

氧化亚铜可以通过多种方法生产。[4]最直接的是通过铜金属的氧化产生:

4 Cu + O2 = 2 Cu2O

水和酸等添加剂会影响该过程的速度以及进一步氧化为氧化铜。它还通过用二氧化硫还原铜(II)溶液进行商业生产。

反应

氯化亚铜水溶液与碱反应,会得到相同的物质。在所有情况下,颜色对程序的细节非常敏感。

 
未络合介质中铜的电位-pH图(OH以外的阴离子未考虑)。离子浓度 0.001mol/kg 水。温度 25°C。

氧化亚铜的形成是斐林测试本氏测试还原的基础。这些糖还原铜(II)盐的碱性溶液,产生鲜红色的Cu2O沉淀。

镀层损坏时,它会在暴露于湿气的镀银铜部件上形成。这种腐蚀被称为红疫。

性质

氧化亚铜固体是抗磁性的。就其配位范围而言,铜中心是2-配位且氧化物是四面体的。因此,该结构在某种意义上类似于SiO2的主要同质异形体,并且两种结构都具有互穿晶格的特点。

氧化亚铜在濃溶液中形成無色配合物[Cu(NH3)2]+,在空氣中易氧化為藍色的[Cu(NH3)4(H2O)2]2+。溶于盐酸生成CuCl
2
,在稀硫酸硝酸中分别产生硫酸铜硝酸铜[5]

Cu2O在潮濕空氣中会氧化為氧化銅

结构

Cu2O以立方晶系结晶,晶格常数al = 4.2696 Å。铜原子排列在fcc亚晶格中,氧原子排列在bcc亚晶格中。一个亚晶格移动了四分之一的身体对角线。空间群为Pn3m,包含全八面体对称的点群

半导体特性

半导体物理学史上,Cu2O是研究最多的材料之一,许多实验性的半导体应用首先在这种材料中得到了证明:

Cu2O中最低的激子寿命极长;吸收线型已被证明具有NeV的线宽,这是迄今为止观察到的最窄的体激子共振。[9]相关的四极电磁极化子具有接近声速的低群速度。因此,光在这种介质中的移动速度几乎与声音一样慢,这导致了高电磁极化子密度。基态激子的另一个不同寻常的特征是,所有主要的散射机制都是定量的。[10]Cu2O第一个完全无参数的吸收线宽随温度变宽的模型的物质,从而可以推断出相应的衰减系数。Cu2O可以证明克喇末-克勒尼希关系不适用于电磁极化子。[11]

应用

氧化亚铜通常用作颜料杀真菌剂和船舶涂料的防附着剂。早在1924年,在成为标准之前,基于这种材料的整流二极管就已在工业上使用。氧化亚铜也是本氏测试呈阳性的粉红色的原因。

2021年12月,东芝宣布研制出透明氧化亚铜 (Cu2O) 薄膜太阳能电池。该电池实现了8.4%的能量转换效率,这是截至2021年任何此类电池报告的最高效率。该电池可用于高空平台站应用和电动汽车。[12]

參見

参考资料

  1. ^ https://www.nwmissouri.edu/naturalsciences/sds/c/Copper%20I%20oxide.pdf[失效連結]
  2. ^ NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards 0150
  3. ^ N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
  4. ^ H. Wayne Richardson "Copper Compounds in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a07_567
  5. ^ D. Nicholls, Complexes and First-Row Transition Elements, Macmillan Press, London, 1973.
  6. ^ L. O. Grondahl, Unidirectional current carrying device, Patent, 1927
  7. ^ Hanke, L.; Fröhlich, D.; Ivanov, A. L.; Littlewood, P. B.; Stolz, H. LA Phonoritons in Cu2O. Physical Review Letters. 1999-11-22, 83 (21): 4365–4368. Bibcode:1999PhRvL..83.4365H. doi:10.1103/PhysRevLett.83.4365. 
  8. ^ L. Brillouin: Wave Propagation and Group Velocity, Academic Press, New York City, 1960 ISBN 9781483276014.
  9. ^ Brandt, Jan; Fröhlich, Dietmar; Sandfort, Christian; Bayer, Manfred; Stolz, Heinrich; Naka, Nobuko. Ultranarrow Optical Absorption and Two-Phonon Excitation Spectroscopy of Cu2O Paraexcitons in a High Magnetic Field. Physical Review Letters (American Physical Society (APS)). 2007-11-19, 99 (21): 217403. Bibcode:2007PhRvL..99u7403B. ISSN 0031-9007. PMID 18233254. doi:10.1103/physrevlett.99.217403. 
  10. ^ J. P. Wolfe and A. Mysyrowicz: Excitonic Matter, Scientific American 250 (1984), No. 3, 98.
  11. ^ Hopfield, J. J. Theory of the Contribution of Excitons to the Complex Dielectric Constant of Crystals. Physical Review. 1958, 112 (5): 1555–1567. Bibcode:1958PhRv..112.1555H. ISSN 0031-899X. doi:10.1103/PhysRev.112.1555. 
  12. ^ Bellini, Emiliano. Toshiba claims 8.4% efficiency for transparent cuprous oxide solar cell. pv magazine. 2021-12-22 [2021-12-22]. (原始内容于2022-06-25). 

外部链接

氧化亚铜, 氧化亞銅是化学式为cu2o的无机化合物, 它是铜的主要氧化物之一, 另一种是氧化铜, 这种红色固体是一些抗附着漆的成分, 根据颗粒的大小, 该化合物可能呈现黄色或红色, 被发现为带红色的矿物赤铜矿, iupac名copper, oxide别名, 氧化铜, 赤铜矿红色氧化铜识别cas号, 1317, pubchem, 10313194chemspider, 8488659smiles, inchi, rcu2o, 2inchikey, berdebhajnauom, yqwgqogzafeinecs, 7. 氧化亞銅是化学式为Cu2O的无机化合物 它是铜的主要氧化物之一 另一种是氧化铜 CuO 这种红色固体是一些抗附着漆的成分 根据颗粒的大小 该化合物可能呈现黄色或红色 3 氧化亚铜被发现为带红色的矿物赤铜矿 氧化亚铜IUPAC名Copper I oxide别名 氧化铜 I 赤铜矿红色氧化铜识别CAS号 1317 39 1 PubChem 10313194ChemSpider 8488659SMILES Cu O Cu InChI 1 2Cu O rCu2O c1 3 2InChIKey BERDEBHAJNAUOM YQWGQOGZAFEINECS 215 270 7ChEBI 81908RTECS GL8050000KEGG C18714性质化学式 Cu2O摩尔质量 143 09 g mol 外观 棕红色固体密度 6 0 g cm3熔点 1232 C 1505 K 沸点 1800 C 2073 K 溶解性 水 不可溶溶解性 酸 可溶能隙 2 137 eV磁化率 3004800000000000000 20 10 6 cm3 mol结构晶体结构 立方空间群 Pn3m 晶格常数 a 4 2696热力学DfHm 298K 170 kJ mol 1S 298K 93 J mol 1 K 1危险性GHS危险性符号GHS提示词 危险H 术语 H302 H318 H332 H400 H410P 术语 P273 P305 351 338 1 NFPA 704 0 2 1 PEL TWA 1 mg m3 作为Cu 2 相关物质其他阴离子 硫化亚铜硫化铜硒化亚铜其他阳离子 氧化铜氧化银氧化镍氧化锌若非注明 所有数据均出自标准状态 25 100 kPa 下 目录 1 制备 2 反应 3 性质 4 结构 5 半导体特性 6 应用 7 參見 8 参考资料 9 外部链接制备 编辑氧化亚铜可以通过多种方法生产 4 最直接的是通过铜金属的氧化产生 4 Cu O2 2 Cu2O水和酸等添加剂会影响该过程的速度以及进一步氧化为氧化铜 它还通过用二氧化硫还原铜 II 溶液进行商业生产 反应 编辑氯化亚铜水溶液与碱反应 会得到相同的物质 在所有情况下 颜色对程序的细节非常敏感 未络合介质中铜的电位 pH图 OH 以外的阴离子未考虑 离子浓度 0 001mol kg 水 温度 25 C 氧化亚铜的形成是斐林测试和本氏测试还原糖的基础 这些糖还原铜 II 盐的碱性溶液 产生鲜红色的Cu2O沉淀 当银镀层损坏时 它会在暴露于湿气的镀银铜部件上形成 这种腐蚀被称为红疫 性质 编辑氧化亚铜固体是抗磁性的 就其配位范围而言 铜中心是2 配位且氧化物是四面体的 因此 该结构在某种意义上类似于SiO2的主要同质异形体 并且两种结构都具有互穿晶格的特点 氧化亚铜在濃氨溶液中形成無色配合物 Cu NH3 2 在空氣中易氧化為藍色的 Cu NH3 4 H2O 2 2 溶于盐酸生成CuCl 2 在稀硫酸和硝酸中分别产生硫酸铜和硝酸铜 5 Cu2O在潮濕空氣中会氧化為氧化銅 结构 编辑Cu2O以立方晶系结晶 晶格常数al 4 2696 A 铜原子排列在fcc亚晶格中 氧原子排列在bcc亚晶格中 一个亚晶格移动了四分之一的身体对角线 空间群为Pn3m 包含全八面体对称的点群 半导体特性 编辑在半导体物理学史上 Cu2O是研究最多的材料之一 许多实验性的半导体应用首先在这种材料中得到了证明 半导体 半导体二极管 6 Phonoritons 激子 光子和声子的相干叠加 7 8 Cu2O中最低的激子寿命极长 吸收线型已被证明具有NeV的线宽 这是迄今为止观察到的最窄的体激子共振 9 相关的四极电磁极化子具有接近声速的低群速度 因此 光在这种介质中的移动速度几乎与声音一样慢 这导致了高电磁极化子密度 基态激子的另一个不同寻常的特征是 所有主要的散射机制都是定量的 10 Cu2O第一个完全无参数的吸收线宽随温度变宽的模型的物质 从而可以推断出相应的衰减系数 Cu2O可以证明克喇末 克勒尼希关系不适用于电磁极化子 11 应用 编辑氧化亚铜通常用作颜料 杀真菌剂和船舶涂料的防附着剂 早在1924年 在硅成为标准之前 基于这种材料的整流二极管就已在工业上使用 氧化亚铜也是本氏测试呈阳性的粉红色的原因 2021年12月 东芝宣布研制出透明氧化亚铜 Cu2O 薄膜太阳能电池 该电池实现了8 4 的能量转换效率 这是截至2021年任何此类电池报告的最高效率 该电池可用于高空平台站应用和电动汽车 12 參見 编辑氧化銅参考资料 编辑 https www nwmissouri edu naturalsciences sds c Copper 20I 20oxide pdf 失效連結 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards 0150 N N Greenwood A Earnshaw Chemistry of the Elements 2nd ed Butterworth Heinemann Oxford UK 1997 H Wayne Richardson Copper Compoundsin Ullmann s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002 Wiley VCH Weinheim doi 10 1002 14356007 a07 567 D Nicholls Complexes and First Row Transition Elements Macmillan Press London 1973 L O Grondahl Unidirectional current carrying device Patent 1927 Hanke L Frohlich D Ivanov A L Littlewood P B Stolz H LA Phonoritons in Cu2O Physical Review Letters 1999 11 22 83 21 4365 4368 Bibcode 1999PhRvL 83 4365H doi 10 1103 PhysRevLett 83 4365 L Brillouin Wave Propagation and Group Velocity Academic Press New York City 1960 ISBN 9781483276014 Brandt Jan Frohlich Dietmar Sandfort Christian Bayer Manfred Stolz Heinrich Naka Nobuko Ultranarrow Optical Absorption and Two Phonon Excitation Spectroscopy of Cu2O Paraexcitons in a High Magnetic Field Physical Review Letters American Physical Society APS 2007 11 19 99 21 217403 Bibcode 2007PhRvL 99u7403B ISSN 0031 9007 PMID 18233254 doi 10 1103 physrevlett 99 217403 J P Wolfe and A Mysyrowicz Excitonic Matter Scientific American 250 1984 No 3 98 Hopfield J J Theory of the Contribution of Excitons to the Complex Dielectric Constant of Crystals Physical Review 1958 112 5 1555 1567 Bibcode 1958PhRv 112 1555H ISSN 0031 899X doi 10 1103 PhysRev 112 1555 Bellini Emiliano Toshiba claims 8 4 efficiency for transparent cuprous oxide solar cell pv magazine 2021 12 22 2021 12 22 原始内容存档于2022 06 25 外部链接 编辑维基共享资源中相关的多媒体资源 氧化亚铜National Pollutant Inventory Copper and compounds fact sheet Chemical Land21 Product Information page 页面存档备份 存于互联网档案馆 Make a solar cell in your kitchen A Flat Panel Solar Battery Copper oxides project page 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 氧化亚铜 amp oldid 74629052, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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