Le cuivre fait partie du groupe 11 du tableau périodique, avec l'argent et l'or, et les caractéristiques communes de ces métaux incluent une ductilité élevée et une bonne conductivité électrique. Les atomes de ces éléments n’ont qu’un seul électron dans la couche la plus externe, située dans la sous-couche s, et un complément complet d’électrons dans la sous-couche d de la deuxième couche externe. Les interactions entre atomes sont dominées par les liaisons métalliques formées par les électrons de la sous-couche s, tandis que la sous-couche d complète a peu d'effet. Contrairement aux atomes métalliques de la sous-couche d sous-remplie, le composant covalent de la liaison métallique dans le cuivre est petit et faible, ce qui entraîne une faible dureté et une ductilité élevée du cuivre monocristallin. Macroscopiquement, des défauts répandus dans le réseau (par exemple, les joints de grains), qui entravent l'écoulement du matériau sous la pression appliquée, augmentent la dureté. En conséquence, il est courant que le cuivre soit polycristallin à grains fins (anglais : polycristal), ce qui est plus dur que le cuivre monocristallin.
Le cuivre n'est pas seulement mou, la conductivité électrique (59,6 × 10 6 S/m), la conductivité thermique (401 W/(mK)) sont également bonnes, à température ambiante dans les monomères métalliques après l'argent. En effet, à température ambiante, le cuivre est plus dur que le cuivre monocristallin. [7] Cela est dû au fait que la résistance au mouvement des électrons dans les métaux à température ambiante provient principalement de la diffusion des électrons due aux vibrations thermiques du réseau, alors que la diffusion est plus faible dans les métaux plus mous. La densité de courant maximale autorisée pour le cuivre à l'air libre est de 3,1 × 10 6 A/m 2 (section transversale), et des courants plus importants le surchaufferont. [8] Comme d'autres métaux, le cuivre subit une corrosion galvanique lorsqu'il est juxtaposé à d'autres métaux.
Le cuivre est l'un des quatre éléments métalliques dont la couleur naturelle n'est ni le gris ni l'argent ; les trois autres sont le césium, l'or (jaune) et l'osmium (bleu). [10] Le cuivre pur est un élément unique qui n’est ni gris ni argent. Les monomères de cuivre pur sont de couleur rouge-orange, mais perdent leur éclat et deviennent rouges lorsqu'ils sont exposés à l'air. Cette couleur particulière du cuivre est due aux transitions électroniques entre la sous-couche 3d complète et la sous-couche 4s à moitié pleine - la différence d'énergie entre ces deux sous-couches correspond à la lumière orange. Le césium et l'or sont jaunes selon le même principe.
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