每经编辑｜陈凤山    

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元素(su)周(zhou)期表的(de)闪耀之(zhi)星(xing)——铜的(de)诞生与(yu)基本属性

在(zai)浩瀚的(de)元(yuan)素周期(qi)表大家(jia)族中，铜(tong)（Cu）无(wu)疑是一位备(bei)受(shou)瞩目(mu)的明星(xing)。它(ta)的编(bian)号为29，象征(zheng)着原(yuan)子核(he)中(zhong)29个质子(zi)的独特(te)身份(fen)。铜，这个古(gu)老(lao)而又(you)充满活力的元(yuan)素，自(zi)人(ren)类文明(ming)的(de)曙光初(chu)现之(zhi)时(shi)，便与(yu)我们(men)的生活(huo)紧(jin)密(mi)相连。从史(shi)前(qian)时(shi)代的石器(qi)时代(dai)向(xiang)青铜时代迈进，铜(tong)便以其独(du)特的(de)魅力，开启(qi)了人(ren)类社会发(fa)展的新篇章。

一、宇宙深处的馈赠：铜的(de)起源与存(cun)在(zai)

铜的(de)起源，可以(yi)追溯到(dao)宇宙(zhou)大(da)爆炸之后，但其(qi)主要(yao)形成(cheng)于恒(heng)星内部剧烈的(de)核聚(ju)变(bian)反应。在超新(xin)星爆(bao)发的壮丽(li)瞬间，大量(liang)的铜(tong)原子(zi)被抛(pao)洒到(dao)宇(yu)宙(zhou)空间(jian)，最终汇聚(ju)成我(wo)们今(jin)天所见的(de)行星和(he)矿藏。地球上(shang)的铜矿(kuang)资(zi)源，经过亿万年(nian)的地质作(zuo)用，以多(duo)种矿物形(xing)态(tai)存在(zai)，其(qi)中最主(zhu)要的有黄(huang)铜矿(kuang)（CuFeS?）、辉铜(tong)矿（Cu?S）和孔雀(que)石（Cu?CO?(OH)?）等(deng)。

这(zhe)些(xie)天然(ran)的宝藏，是人类(lei)获取和利用铜的(de)源泉(quan)。

二、触手(shou)可及的魅力(li)：铜的物理(li)性质

铜(tong)最(zui)令(ling)人着迷(mi)的，莫过(guo)于(yu)其(qi)那(na)一(yi)抹(mo)温暖(nuan)而高(gao)贵(gui)的红(hong)褐(he)色光(guang)泽(ze)，仿佛(fu)将落日的余晖凝(ning)固(gu)其(qi)中(zhong)。但其魅力(li)远不止(zhi)于(yu)此，铜的物(wu)理(li)性质赋(fu)予(yu)了它(ta)无(wu)与伦比(bi)的(de)实用(yong)价(jia)值(zhi)：

优异(yi)的导(dao)电性与导(dao)热(re)性：铜是(shi)仅次于银(yin)的第二优(you)良导(dao)体，其(qi)导电(dian)性在金(jin)属中堪(kan)称翘(qiao)楚(chu)。这(zhe)使(shi)得它成(cheng)为(wei)电力传(chuan)输和电子(zi)设备(bei)制(zhi)造(zao)的(de)基(ji)石。想(xiang)象一下(xia)，我们生(sheng)活中(zhong)无处不在(zai)的电线(xian)、电缆，以(yi)及智能(neng)手机、电(dian)脑内(nei)部精(jing)密(mi)的(de)电(dian)路板，无不闪(shan)烁着铜(tong)的身影。铜(tong)的(de)高导(dao)热性(xing)也让它(ta)在散(san)热(re)器、锅具(ju)等(deng)领域大放异彩，能够(gou)快速(su)而有效地(di)传递热量(liang)。

良好(hao)的延展性与可塑性(xing)：铜的(de)原子(zi)结构(gou)使其在受力时(shi)能够发生(sheng)形变而不(bu)易断(duan)裂，可(ke)以(yi)被拉成(cheng)细丝(si)（延展(zhan)性）或(huo)压成薄(bao)片(pian)（可(ke)塑(su)性(xing)）。这(zhe)种特(te)性使得(de)铜能(neng)够(gou)被加工成各(ge)种复(fu)杂(za)的形(xing)状，满足不(bu)同工(gong)业(ye)和艺术(shu)的需(xu)求。从(cong)精美的铜(tong)器到(dao)复杂(za)的管道系(xi)统，都(dou)离不(bu)开铜(tong)的这(zhe)种可(ke)塑性(xing)。耐腐蚀性(xing)：相(xiang)较(jiao)于许多其他金(jin)属，铜(tong)在空(kong)气和水中(zhong)表现(xian)出(chu)优异的(de)耐腐蚀(shi)性。

虽然长(zhang)期暴露在潮(chao)湿环境(jing)中会(hui)形(xing)成一(yi)层绿(lv)色(se)的铜绿(lv)（碱式(shi)碳酸(suan)铜），但(dan)这(zhe)层(ceng)保护(hu)层反(fan)而能阻(zu)止(zhi)铜(tong)的进一步氧(yang)化，起(qi)到(dao)保(bao)护(hu)作(zuo)用。这种(zhong)特性使(shi)其在建(jian)筑(zhu)、管道和海(hai)洋(yang)工(gong)程(cheng)中(zhong)得到广泛应用(yong)。熔点适中：铜的(de)熔点(dian)约为(wei)1083.4°C，这使(shi)得(de)它在(zai)冶炼(lian)和(he)加工(gong)过程(cheng)中易(yi)于处理，但又足(zu)以承(cheng)受较高的(de)工作温度。

三、反(fan)应世界的奥秘(mi)：铜的(de)化学(xue)性质(zhi)

铜并(bing)非完(wan)全惰(duo)性，它在化(hua)学反应中同样展现(xian)出独特的“性格(ge)”：

与空气(qi)的反应(ying)：在干燥的空气(qi)中，铜(tong)相(xiang)对稳(wen)定。但在潮湿的空(kong)气中，会与(yu)氧气、二氧化碳和(he)水(shui)反应，生(sheng)成一(yi)层(ceng)绿色(se)的(de)铜(tong)绿(lv)，主要成(cheng)分是(shi)碱式(shi)碳酸铜(tong)（Cu?(OH)?CO?）和(he)碱(jian)式氯(lv)化(hua)铜(tong)（Cu?(OH)?Cl?）。与酸的(de)反(fan)应：纯铜在非(fei)氧化性酸(suan)（如稀(xi)盐酸、稀(xi)硫酸）中(zhong)不反应(ying)。

但能(neng)与(yu)氧化性酸（如稀(xi)硝(xiao)酸(suan)、热的浓(nong)硫(liu)酸）反(fan)应。例如(ru)，与稀硝酸反(fan)应生(sheng)成硝酸(suan)铜、一氧(yang)化氮(dan)和水；与热(re)的浓硫(liu)酸反应(ying)生成硫酸铜、二(er)氧化硫(liu)和(he)水(shui)。与(yu)氧气(qi)的(de)反应(ying)：在(zai)加热条(tiao)件下，铜(tong)会(hui)与(yu)氧(yang)气(qi)反应(ying)生(sheng)成氧(yang)化(hua)铜(tong)（CuO）。与化合(he)物(wu)的(de)反应(ying)：铜能(neng)够与一(yi)些化合(he)物发(fa)生反(fan)应，例(li)如，在电镀(du)过程(cheng)中，铜离子(zi)会与金(jin)属(shu)表面发(fa)生置换反应(ying)，形(xing)成(cheng)一层(ceng)铜镀(du)层。

四(si)、历史长河(he)中的印记：铜与(yu)人类(lei)文明(ming)

铜与(yu)人类文(wen)明的交(jiao)织，是一部(bu)波澜(lan)壮阔的史诗。

青(qing)铜时代(dai)：大约(yue)公(gong)元前3000年(nian)，人类掌握了将铜与锡(xi)或其(qi)他金属熔炼成(cheng)青铜(tong)的技(ji)术，开启(qi)了辉(hui)煌的青(qing)铜时代。青(qing)铜器(qi)的出(chu)现，极(ji)大地提高了(le)工具的效率和武(wu)器的威力，推动(dong)了农业、手工(gong)业(ye)和军(jun)事的发展(zhan)。从(cong)中国的(de)司母戊鼎到(dao)古埃及(ji)的铜制(zhi)工(gong)具，无(wu)不testament了铜(tong)在古代(dai)文明中的核心(xin)地(di)位(wei)。

铜币(bi)与经(jing)济(ji)：作为(wei)一(yi)种价(jia)值稳定且易于(yu)加工的金(jin)属，铜(tong)很(hen)早就(jiu)被(bei)用(yong)作货币。古罗马的“As”和中国的“铜钱(qian)”都证明了铜在(zai)经济活动(dong)中的重要(yao)作(zuo)用(yong)。即便在现代(dai)，一角、五(wu)角的硬币(bi)，依然(ran)是铜及其合(he)金的忠实载体。艺(yi)术与(yu)建(jian)筑：铜(tong)的(de)温润(run)色泽(ze)和良(liang)好(hao)的(de)加工性能(neng)，使其成(cheng)为雕塑(su)、装饰品(pin)和建(jian)筑(zhu)材料(liao)的理(li)想选(xuan)择。

遍(bian)布全球的(de)铜质雕(diao)塑，宏伟的铜(tong)顶建(jian)筑(zhu)，都(dou)为人(ren)类(lei)带(dai)来了(le)视觉(jue)上(shang)的享受(shou)和文化的传承。

从宇宙(zhou)的深处(chu)，到我们(men)身边的(de)每一件(jian)物(wu)品，铜(tong)以其(qi)独特(te)的物(wu)理和化学性质，以及悠久的历史渊源(yuan)，默默(mo)地(di)塑造着我(wo)们的(de)世界。它不仅仅(jin)是(shi)一(yi)种金(jin)属，更(geng)是人(ren)类(lei)文明发(fa)展历程(cheng)中(zhong)不(bu)可(ke)磨(mo)灭(mie)的印(yin)记(ji)，是(shi)连接(jie)过去(qu)、现(xian)在(zai)与(yu)未(wei)来的(de)重要桥梁。

超越(yue)传统(tong)，拥抱(bao)未(wei)来(lai)：铜(tong)在现(xian)代(dai)科技(ji)与生(sheng)活(huo)中的(de)无限可(ke)能(neng)

如(ru)果说Part1让我们领(ling)略了铜的(de)“过去与(yu)现在(zai)”，那么Part2将(jiang)带(dai)我们(men)一(yi)同展望铜(tong)的“未(wei)来”。随着科技的(de)飞速发展，铜的(de)独特属性被不(bu)断挖掘(jue)和(he)应用(yong)，在各个尖端领(ling)域(yu)扮演着(zhe)越来越重要的角色(se)，深刻(ke)影响(xiang)着(zhe)我(wo)们的(de)生活(huo)方式(shi)和产(chan)业格局。

一、现代工业(ye)的“血(xue)液”：铜(tong)在(zai)能(neng)源与电气(qi)领域(yu)的关(guan)键作用(yong)

现(xian)代社(she)会高(gao)度(du)依(yi)赖(lai)电(dian)力，而铜，正是这(zhe)场能(neng)源革命中(zhong)不(bu)可(ke)或缺的“血液”。

电(dian)力(li)传输的(de)命脉：铜(tong)的高(gao)导(dao)电性(xing)使(shi)其成为(wei)输(shu)送电(dian)力的首(shou)选材料。从高压(ya)输电线到(dao)家用电线(xian)，再到连接(jie)电(dian)器(qi)设备的电缆，铜(tong)无处不在(zai)。它确保了电力(li)的(de)稳(wen)定(ding)、高效传输，支撑(cheng)着现代(dai)社(she)会的(de)正(zheng)常运(yun)转。尤其(qi)是在可(ke)再生(sheng)能源领(ling)域(yu)，如风力(li)发电和太(tai)阳(yang)能发(fa)电，大(da)量的铜(tong)被(bei)用于(yu)发电(dian)机、变压器(qi)和(he)电网连接，是(shi)实现绿(lv)色(se)能源(yuan)转型的(de)关键。

电(dian)子(zi)设(she)备的“神经(jing)元”：在日益精密的电(dian)子产品(pin)中(zhong)，铜扮演着(zhe)“神经(jing)元”的(de)角色。从智(zhi)能(neng)手(shou)机(ji)、电脑的(de)主板到集(ji)成电(dian)路，铜箔和(he)铜导(dao)线(xian)构(gou)成(cheng)了(le)复杂(za)的(de)电(dian)路网(wang)络(luo)，负(fu)责信号(hao)的(de)传递(di)和(he)能量的流动(dong)。半导体产业(ye)对(dui)铜(tong)的(de)需求更(geng)是(shi)与日俱(ju)增，微(wei)电(dian)子(zi)技术的发展(zhan)离(li)不开(kai)铜(tong)的精(jing)准加(jia)工(gong)和高效性能。

新能源(yuan)汽(qi)车的动力(li)源：随(sui)着新(xin)能源(yuan)汽车(che)的普及，铜(tong)的(de)需(xu)求量(liang)也在激增(zeng)。电动汽(qi)车的电(dian)机、电池组、充电(dian)桩等(deng)关键(jian)部件，都需(xu)要(yao)大(da)量的(de)铜来(lai)保证其高效运(yun)行。铜(tong)的优(you)异导电(dian)性和散(san)热性，对于提(ti)高(gao)电动汽车的续(xu)航里程和安全(quan)性至关重(zhong)要。

二、科技前(qian)沿的“加(jia)速(su)器”：铜(tong)在(zai)尖端科技(ji)中的新(xin)应(ying)用

铜的潜力远(yuan)不止于此(ci)，在许(xu)多前(qian)沿(yan)科技领域，它(ta)正(zheng)扮演着(zhe)“加(jia)速器”的角色(se)：

超导(dao)材料(liao)的(de)基石：铜与某些(xie)元素形(xing)成(cheng)的(de)化合(he)物，是目前最重要的(de)一类高(gao)温(wen)超(chao)导(dao)材料(liao)。这些(xie)材料(liao)在极(ji)低的(de)温度下(xia)能(neng)实现(xian)零(ling)电(dian)阻的电流(liu)传(chuan)输(shu)，在磁悬浮(fu)列车(che)、核聚(ju)变反(fan)应堆、高能(neng)粒子(zi)加速器(qi)等领域(yu)具有(you)巨大的(de)应(ying)用(yong)潜力，有望彻(che)底改(gai)变能(neng)源传(chuan)输和(he)交(jiao)通(tong)运输(shu)方(fang)式。催化剂的“秘(mi)密武(wu)器(qi)”：铜及(ji)其(qi)化(hua)合物(wu)在化(hua)学反应中(zhong)表现(xian)出优(you)异的(de)催化性能，能(neng)够显著(zhu)提高反应(ying)速(su)率和(he)选(xuan)择性(xing)。

在石(shi)油化工、精(jing)细化(hua)工和环境(jing)保护(hu)等领域(yu)，铜基催(cui)化剂被广泛应(ying)用于合(he)成氨、生(sheng)产聚合(he)物(wu)、治(zhi)理(li)废气(qi)等关键过程。生(sheng)物(wu)医学(xue)的(de)“新星(xing)”：铜在生(sheng)物(wu)体内(nei)扮演着重(zhong)要的生理(li)角色，是多种(zhong)酶的必(bi)需组成部分，参(can)与着(zhe)能量代谢、免(mian)疫系统(tong)功能(neng)等生(sheng)命活动。近(jin)年(nian)来，科学(xue)家们(men)正积(ji)极探索(suo)铜(tong)在(zai)抗(kang)癌、抗菌(jun)等(deng)方(fang)面的潜力，开(kai)发基(ji)于(yu)铜(tong)的纳米药(yao)物(wu)和生物(wu)材料。

铜(tong)合(he)金因其良(liang)好的生物(wu)相(xiang)容性(xing)和(he)抗菌(jun)性，也越来越多(duo)地应用(yong)于医(yi)疗(liao)器械和植入物(wu)。

三(san)、绿(lv)色环保与(yu)可(ke)持(chi)续发展：铜(tong)的循环利(li)用(yong)与未来(lai)展望(wang)

作为一(yi)种宝(bao)贵的金(jin)属资(zi)源，铜的循(xun)环利用(yong)对于实(shi)现(xian)可(ke)持续发展(zhan)至关重要(yao)。

回收(shou)利用的(de)典范(fan)：铜(tong)的回(hui)收(shou)率非(fei)常(chang)高(gao)，并(bing)且在回收(shou)过程中(zhong)其性能(neng)几乎(hu)不会损失(shi)。废旧(jiu)电线、电子(zi)产品、建(jian)筑(zhu)材(cai)料(liao)中(zhong)的铜都可以(yi)被(bei)有效(xiao)地(di)回收(shou)再利用，这不仅能节约能(neng)源、减少环(huan)境污(wu)染，还(hai)能(neng)缓解对原生(sheng)矿产资源(yuan)的依(yi)赖。走(zou)向(xiang)绿色制(zhi)造：随着(zhe)环(huan)保意(yi)识的(de)提高，铜的(de)生(sheng)产(chan)和加工(gong)过(guo)程也在不(bu)断向(xiang)绿色(se)化、低碳(tan)化方向(xiang)发(fa)展(zhan)。

开发(fa)更环保(bao)的冶炼技(ji)术，减(jian)少(shao)排放(fang)，推广使用再生(sheng)铜，将是未(wei)来(lai)铜(tong)产(chan)业(ye)的重(zhong)要发(fa)展(zhan)方(fang)向。智(zhi)能(neng)时代的“新宠”：物(wu)联网、人(ren)工(gong)智能等(deng)新兴技(ji)术(shu)的发(fa)展，将(jiang)进一(yi)步拓(tuo)展铜的应用领(ling)域。智(zhi)能传感(gan)器(qi)、柔性电子(zi)器件(jian)、可穿(chuan)戴设备等(deng)，都将对高性能、易加(jia)工的铜材料(liao)提出新的需(xu)求。

四(si)、挑战(zhan)与机(ji)遇(yu)并(bing)存(cun)：铜(tong)产业(ye)的(de)未来(lai)发展

尽(jin)管铜(tong)的应(ying)用前(qian)景(jing)广阔，但其产(chan)业发展(zhan)也面临(lin)着(zhe)一(yi)些(xie)挑(tiao)战(zhan)。矿(kuang)产(chan)资(zi)源的(de)有限(xian)性、全(quan)球供需关(guan)系的(de)波动、地缘(yuan)政治的影响等，都可(ke)能给(gei)铜的(de)稳定供应带来(lai)不确(que)定(ding)性。与此(ci)新能(neng)源(yuan)、新材(cai)料(liao)、信息技术(shu)等(deng)领(ling)域的蓬勃发展，也(ye)为(wei)铜产业(ye)带(dai)来了前所未(wei)有(you)的发(fa)展(zhan)机遇。

结语：

铜(tong)，这颗元(yuan)素(su)周期表中的(de)璀璨明(ming)珠，正(zheng)以其(qi)独(du)特的(de)魅力(li)和(he)无(wu)限的(de)潜(qian)力，继(ji)续书(shu)写着(zhe)人类(lei)文明与科技进步的(de)壮丽(li)篇章。从历史(shi)的沉(chen)淀到(dao)未来(lai)的(de)展望(wang)，铜始终(zhong)是我(wo)们生活(huo)中不(bu)可或(huo)缺的一部分。理(li)解铜，就(jiu)是(shi)理解(jie)我们生(sheng)活的世(shi)界，理解我们正在迈(mai)向的(de)未来(lai)。让我(wo)们(men)共同期(qi)待，铜(tong)在未(wei)来的(de)征(zheng)程(cheng)中(zhong)，继续闪(shan)耀出(chu)更加耀眼的光芒(mang)，为(wei)人类(lei)社会的进步(bu)贡(gong)献更(geng)多(duo)力(li)量。

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图片来源：每经记者 阿依努尔·阿布都拉 摄

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