Куприт – это оксид меди, соединение состава Cu2O.
Обычно литературные данные для куприта касаются минерала.В соответствии с Большой Советской энциклопедией КУПРИТ (от лат. cuprum-медь), красная медная руда, минерал, по химическому составу закись меди Сu2О (Сu - 88,8% , О - 11,2% масс). Кристаллизуется в кубической системе; кристаллы октаэдрические или додекаэдрические, реже игольчатые или волосистые (т. н. халькотрихит). Обычно образует сплошные зернистые, иногда землистые агрегаты. Цвет красный, блеск яркий, алмазный. Твердость по минералогической шкале 3,5-4; плотность 5850-6200 кг/м3. Куприт - типичный гипергенный минерал, образующийся за счёт первичных сульфидов меди и вторичного халькозина. Встречается вместе со вторичными минералами в зоне окисления медных месторождений. Известны месторождения на Урале (Гумешевское, Меднорудянское, Турьинские рудники) и в Казахстане (Джезказган), во Франции (Шесси, близ Лиона), в Чили, Перу, США (Бисби).
Различные виды кристаллов куприта представлены на рис.1, основные свойства – в табл. 1. Пока это все были данные, которые вы можете найти и на других сайтах.
а | б |
в | г |
Рисунок 1. Кристаллы куприта: а - Куприт на брошантите (Bisbee, Arizona) с rusmineral.ru; б –зеленые кристаллы куприта; в - Куприт, двойник 12 мм. Меднорудянское м-е, Урал (Фото: Б.З. Кантор ); г - Куприт, кристалл 15 мм Рубцовский рудник, Алтайский край. ( Фото Д.Тонкачеев).
Но у нас – металлография. Поэтому здесь мы будем говорить о металлографическом аспекте куприта. В статье «Кислородная медь» уже упоминался куприт, как составляющая кислородной эвтектики. И можно было бы предположить, что куприт в геологии и куприт в металлургии – одно и то же соединение по строению и свойствам.
Оказывается, это не так.
Таблица 1. Физические и кристаллографические свойства куприта, приведенные по данным интернета.
Схема кристаллической решетки куприта представлена на рис.2.
Рисунок 2. Схема кристаллической структуры куприта; о – атом меди, • - атом кислорода.
По этой схеме: в элементарной ячейке куприта содержится 2 атома кислорода и 4 атома меди. Итого: 6 атомов на ячейку. Можно рассчитать плотность.Расчет плотности производится по формуле:
=zM/V,
где: z- число формульных единиц в элементарной ячейке; V-объём элементарной ячейки; М - молекулярный вес.
Z=2, М=143.0794 у.е. (углеродных единиц, не условных!). Для перевода молекулярной массы в граммы или килограммы необходимо число в у.е. умножить на вес атома водорода (1,6610-27 кг или 1,6610-24 г).
Поскольку кристаллическая решетка куприта кубическая, то V=a3, а- параметр кристаллической решетки, проще говоря – длина ребра кубика на рис.2. Относительно параметра кристаллической решетки возможны варианты. Известны 2 значения параметра кристаллической решетки куприта: 4,267 Å и 6,0 Å.
Для а=4,267 Å плотность составляет = 6,1 г/см3, для а=6,0 Å - = 2,14 г/см3.
Проверка показала, что в металлургическом процессе образуется куприт с плотностью 2,14 г/см3. Рентгенограмма оксидного слоя на меди приведена на рис.3, расшифровка рентгенограммы – в таблице 2.
Рисунок 3. Рентгенограмма поверхности медной отливки со стороны, прилегающей к кристаллизатору.
Таблица 2. Расшифровка рентгенограммы оксидного слоя на медной отливке.