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銅

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 原子番号29、元素記号Cuで表される、赤みを帯びた光沢を持つ遷移金属
  • 銀に次ぐ極めて高い電気伝導性熱伝導性を持ち、電線や電子基板、調理器具などのインフラを支える。
  • 化学的に比較的安定しており、塩酸などの酸には反応しないが、加熱により酸素と結びつき黒色の酸化銅へと変化する。

解説

銅は、自由電子の密度が非常に高く、熱や電気を極めて効率よく伝える良導体です。その導電率は銀を100とした場合に約90に達し、アルミニウムや鉄を大きく上回るため、現代の電気配線や電子機器の回路放熱効率を求めるヒートシンクなどに不可欠な素材となっています。また、加工性にも優れており、スズとの合金である青銅(ブロンズ)や亜鉛との合金である黄銅(真鍮)など、人類の文明を古くから支えてきた歴史を持ちます。

化学的な性質としては、塩酸や希硫酸などの酸に入れても水素発生させないという、反応性の低さが特徴です。しかし、空気中で加熱すると炎を出さずにおだやかに酸化し、黒色の酸化銅(Ⅱ)へと変化します。この際、反応する銅と酸素の質量比は常に4:1(銅4gに対して酸素1gが結合し、5gの酸化銅ができる)という一定の割合になります。また、生物学的側面では、エビやカニなどの甲殻類の血液に含まれる「ヘモシアニン」の主成分であり、酸素と結びつくことで青色を呈する性質を持っています。

コラム

銅は時間の経過とともに、表面に「緑青(ろくしょう)」と呼ばれる緑色の錆を生じます。これは内部の腐食を防ぐ保護層として機能するため、奈良の東大寺大仏や寺社仏閣の屋根が長期間維持される要因となっています。聖武天皇による大仏造立では、現在の山口県にある長登銅山などから算出された膨大な銅が投入されました。当時の最新技術を用いたこの国家的プロジェクトは、日本の金属工学の礎を築いたと言えます。

小学生のみなさんへ

銅(どう)は、赤っぽい色をした金属です。みなさんの身の回りでは、電気を通すコードの中身や、10円玉、台所のなべなどに使われています。銅は、鉄やアルミニウムよりも熱を伝えるスピードがとても速いという特徴があります。そのため、お湯を早くわかしたい道具などにぴったりな材料なのです。

理科の実験では、銅を火で熱する勉強をします。銅を熱すると、空気の中にある酸素と結びついて、真っ黒な「酸化銅さんかどう」という別の物質に変わります。また、銅は塩酸(えんさん)などの強い液体に入れても、あわ(水素)を出さないという、ほかの金属とはちがう珍しい性質も持っています。

実は、生き物の体の中にも銅はかくれています。わたしたち人間の血は鉄分が含まれているので赤いですが、エビやカニの血には銅が含まれているため、酸素と結びつくと青色に見えるのです。おすし屋さんで見かける甘エビの卵が青いのも、この銅の成分が関係しています。

ルラスタコラム

10円玉が古くなると、少し黒ずんで見えますよね。これは銅が空気中の酸素と少しずつ結びついた証拠です。でも、レモン汁やタバスコをかけると、表面の汚れがとれて、新品のようなピカピカの赤色にもどるんですよ。おうちで実験してみるのもおもしろいですね!

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