Оксид меди(II)

Окси́д ме́ди(II) — бинарное неорганическое соединение меди и кислорода с химической формулой CuO. При стандартных условиях представляет собой кристаллы чёрного цвета, нерастворимые в воде^[1]. В природе встречается в виде минерала тенорита.

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.

Получить оксид меди(II) можно:

• нагревая металлическую медь на воздухе (в интервале температур 200—375 °C^[2]):

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

• 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:

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

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.

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

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

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

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

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

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

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.

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.

Другие оксиды меди

• 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