Elemento químico · metal de transición
Cobre
Excelente conductor eléctrico; utilizado en cables, monedas y tuberías.
Propiedades rápidas
- Nº atómico
- 29
- Peso atómico
- 63.546
- Grupo
- 11
- Periodo
- 4
- Estado
- sólido
- Bloque
- D
- Valencia
- +1
- Tipo
- metal de transición
Qué es el cobre
El cobre (Cu) es el elemento número 29, un metal de transición de característico color rojizo y el segundo mejor conductor de la electricidad, solo por detrás de la plata. La humanidad lo trabaja desde hace más de 10.000 años: fue uno de los primeros metales usados y, aleado con estaño, dio el bronce. Hoy es imprescindible en el cableado eléctrico, la fontanería y la electrónica, y es un oligoelemento esencial para muchas enzimas.
Para qué sirve el cobre
Conductores eléctricos
El cobre es fundamental en la fabricación de cables eléctricos y componentes electrónicos debido a su alta conductividad. Se utiliza en líneas de transmisión de energía, motores eléctricos y generadores.
Monedas y joyería
Históricamente, el cobre ha sido empleado en la acuñación de monedas debido a su resistencia al desgaste. Además, su atractivo color lo hace popular en la fabricación de joyas y objetos decorativos.
Tuberías y fontanería
Gracias a su resistencia a la corrosión, el cobre es comúnmente usado en sistemas de tuberías para agua potable y calefacción. Su durabilidad y seguridad lo convierten en una opción preferida.
Biología y salud
El cobre es esencial para la salud humana, ya que participa en procesos enzimáticos y la formación de hemoglobina. Se encuentra en pequeñas cantidades en alimentos como mariscos y frutos secos.
Construcción y arquitectura
Utilizado en techados y revestimientos, el cobre es apreciado por su resistencia a la intemperie y su capacidad para desarrollar una pátina protectora verde con el tiempo.
Datos del cobre
- Número atómico (Z)
- 29
- Masa atómica
- 63,546 u
- Punto de fusión
- 1084,62 °C
- Punto de ebullición
- 2562 °C
- Densidad
- 8,96 g/cm³
- Electronegatividad (Pauling)
- 1,9
- Radio atómico
- 128 pm
- Energía de 1ª ionización
- 745,5 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- 119,2 kJ/mol
- Dureza (Mohs)
- 3
- Estructura cristalina
- cúbica centrada en las caras (FCC)
- Color / aspecto
- rojo-anaranjado característico (único metal puro con tono rojizo además del oro)
- Origen del nombre
- del latín «cuprum», abreviación de «aes cyprium» (metal de Chipre, principal fuente de cobre en la antigüedad)
- Descubrimiento
- ~9.000 a.C. · conocido desde la prehistoria; primer metal trabajado por el ser humano (Edad del Cobre, ~6.000 a.C.)
Propiedades del cobre
Propiedades físicas
El cobre es un metal de color rojizo, brillante y maleable. Tiene una densidad de aproximadamente 8.96 g/cm³. Su punto de fusión es de 1085 °C y su punto de ebullición es de 2562 °C. Es un excelente conductor de electricidad y calor, lo que lo hace ideal para aplicaciones eléctricas.
Propiedades químicas
Químicamente, el cobre es menos reactivo que otros metales. Se oxida lentamente en presencia de oxígeno para formar una capa de óxido que lo protege de la corrosión. Sus estados de oxidación más comunes son +1 y +2, y forma compuestos con no metales como oxígeno y azufre.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del cobre es:
[Ar] 3d¹⁰ 4s¹
En notación desarrollada completa:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s¹
El cobre distribuye sus 29 electrones siguiendo las reglas de Aufbau, Hund y el principio de exclusión de Pauli. Los electrones del último nivel energético (los electrones de valencia) son los responsables de las propiedades químicas del elemento.
Estados de oxidación y valencias del cobre
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| 0 | Cu metálico | elemental |
| +1 | Cu₂O (cuprita), CuCl, Cu₂S | común (cuproso) |
| +2 | CuO, CuCl₂, CuSO₄·5 H₂O (sulfato cúprico azul) | principal (cúprico) |
| +3 | KCuO₂, Cs₃CuF₆ | raro |
| +4 | Cs₂CuF₆ | muy raro |
Si lo que necesitas es formular, en la página de las valencias del cobre está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto , la nomenclatura de cada uno y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del cobre
El uso del cobre se remonta a más de 10,000 años, siendo uno de los primeros metales utilizados por el ser humano. Se han encontrado objetos de cobre en la región de Anatolia que datan del 8700 a.C. El cobre fue conocido en la antigüedad como 'aes cyprium', que significa 'metal de Chipre', debido a la abundancia de este metal en la isla. La palabra 'cobre' deriva de esta denominación latina.
Cómo se obtiene el cobre
El cobre se obtiene principalmente de la calcopirita (CuFeS₂) y otros sulfuros mediante pirometalurgia: flotación, tostación, fundición a matte de cobre (Cu-Fe-S), conversión a cobre blister (98,5 % Cu) y refinado electrolítico a cobre catódico (>99,99 %). En la electrólisis, los lodos anódicos contienen Ag, Au, Pt, Pd, Se y Te, recursos valiosos secundarios. La hidrometalurgia con ácido sulfúrico y extracción por disolventes domina hoy en yacimientos de óxidos y baja ley. Producción mundial: ~25 Mt/año. Chile produce ~30 % del cobre mundial; Perú, China, EE.UU., RDC y Australia completan los grandes productores.
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| CuO | Óxido de cobre(II) | Un compuesto negro utilizado en cerámicas y como pigmento. |
| CuSO4 | Sulfato de cobre(II) | Conocido como vitriolo azul, se usa en agricultura y como alguicida. |
| CuCl2 | Cloruro de cobre(II) | Se utiliza en la industria textil y como catalizador en reacciones químicas. |
| Cu2O | Óxido de cobre(I) | Un compuesto rojo utilizado como pigmento y en la fabricación de vidrio. |
| Cu(NO3)2 | Nitrato de cobre(II) | Se emplea en la pirotecnia y como reactivo en laboratorios. |
Dónde se encuentra el cobre
El cobre se encuentra en la corteza terrestre en forma de minerales como la calcopirita y la malaquita. También está presente en el agua de mar y en organismos vivos, siendo esencial para la vida. Las principales reservas de cobre se encuentran en Chile, Perú y Estados Unidos, donde se extrae principalmente a través de la minería.
Isótopos del cobre
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| Cu-63 | 62,92960 u | 69,15 % | estable |
| Cu-65 | 64,92779 u | 30,85 % | estable |
| Cu-64 | 63,92977 u | — | 12,7 h |
| Cu-67 | 66,92773 u | — | 61,83 h |
Curiosidades sobre el cobre
-
El cobre es uno de los pocos metales que existen en la naturaleza en su forma metálica pura, lo que facilitó su descubrimiento y uso temprano.
-
La Estatua de la Libertad en Nueva York está recubierta con más de 80 toneladas de cobre, lo que le da su icónica pátina verde.
-
El cobre es reciclable al 100% sin pérdida de propiedades, lo que lo convierte en un material sostenible y ampliamente reciclado.
El cobre en la tabla periódica
- Tipo: metal de transición.
- Grupo: grupo 11 (metales de transición).
- Periodo: 4.
- Bloque: D (el último electrón se aloja en un orbital de tipo d).
- Valencia principal: +1.
Compara con el resto de metales de transición o con los elementos del periodo 4.
Diferencias entre cobre y plata
Cobre y plata son metales del grupo 11 (acuñación, junto con el oro), vecinos verticales en la tabla. Ambos son excelentes conductores eléctricos y térmicos: la plata es la mejor de todos los metales (62 MS/m), seguida por el cobre (59 MS/m). En color, el cobre es el único metal puro rojo-anaranjado; la plata es blanco brillante. Ambos comparten valencias +1 y +2, aunque el cobre prefiere +2 y la plata +1. En precio: cobre ~9 $/kg, plata ~900 $/kg (cien veces más cara). La plata se ennegrece con compuestos de azufre (Ag₂S); el cobre lo hace con el aire húmedo y CO₂ formando la característica pátina verde de Cu₂(OH)₂CO₃ (cardenillo).
Consulta también la ficha completa del plata (Ag).
Otros elementos del grupo 11 (metales de transición)
Otros elementos del periodo 4
Navegar entre elementos
Descarga la tabla periódica en PDF
Errores frecuentes en exámenes (EBAU / ESO)
-
⚠Confundir las valencias Cu(I) cuproso y Cu(II) cúprico.
Cu⁺ es cuproso (valencia +1): Cu₂O (rojo), CuCl (blanco), Cu₂S. Cu²⁺ es cúprico (valencia +2): CuO (negro), CuCl₂ (verde), CuSO₄·5 H₂O (azul intenso). El cúprico es la valencia más estable y común; el cuproso aparece en compuestos sólidos pero es inestable en disolución acuosa (se desproporciona).
-
⚠Pensar que la «pátina verde» de las estatuas de cobre es óxido de cobre.
La pátina verde de monumentos como la Estatua de la Libertad es principalmente carbonato básico de cobre (Cu₂(OH)₂CO₃, malaquita sintética) y sulfato básico de cobre (Cu₄(OH)₆SO₄, brochantita), no óxido CuO. Se forma por la reacción lenta del cobre con CO₂ y SO₂ atmosféricos en presencia de humedad. Tiene función protectora: una vez formada, la pátina pasiva el metal.
-
⚠Asumir que todo el cobre es magnético.
El cobre es diamagnético (débilmente repelido por imanes), no magnético en sentido habitual. Por eso se usa en instalaciones donde no se quiere interferencia magnética (cables de resonancia magnética, satélites). Sí conduce corrientes inducidas: un imán cayendo por un tubo de cobre se frena por las corrientes de Foucault.
-
⚠Decir que el bronce es solo cobre + estaño en cualquier proporción.
El bronce clásico es una aleación de cobre y estaño (típicamente 88 % Cu + 12 % Sn). Pero hay muchos bronces especiales: bronce de aluminio (Cu-Al, hélices marinas), bronce al berilio (Cu-Be, muelles), bronce fosforoso (Cu-Sn-P, instrumentos). El latón, en cambio, es cobre + zinc (no estaño), aleación distinta.