De elementen van de
kopergroep
(
IUPAC
-groepsnummer 11, vroeger bekend als Ib) uit het
periodiek systeem
staan bekend als de
edele metalen
. Vroeger werden ze ook wel de
muntmetalen
genoemd. Ze zijn relatief
inert
, niet corrosiegevoelig en zeer goede
elektriciteitsgeleiders
. Daarom worden deze metalen, net als de elementen uit de
zinkgroep
, vaak voor muntgeld gebruikt; dat verklaart ook hun oude naam.
Deze metalen, in het bijzonder
zilver
, worden als gevolg van hun opmerkelijke eigenschappen, naast voor munten en sieraden, ook in de industrie veelvuldig toegepast. Hoewel zilver nog betere geleidende eigenschappen heeft, zowel elektrisch als thermisch, wordt
koper
het meest gebruikt in elektrische bedrading. De reden hiervoor is duidelijk: zilver is, net als
goud
, erg duur. Het enige nadeel van deze metalen is dat ze vrij zacht zijn en dus gemakkelijk kunnen beschadigen. Daarom worden ze meestal niet in zuivere vorm voor bijvoorbeeld munten gebruikt.
Legeringen
met andere metalen maken de duurzaamheid groter.
Zij hebben een vrij lange elektronische relaxatietijd, of anders gezegd een elektron kan vrij ver komen voor het in zijn beweging gestoord wordt door een botsing met bijvoorbeeld een ander elektron. Zij hebben ook een
plasmafrequentie
die niet ver van het zichtbare gebied van het elektromagnetisch spectrum ligt. Dit verklaart ook het feit dat koper en goud gekleurde metalen zijn. De metalen uit de kopergroep zijn de hekkensluiters van de d-
overgangsmetaalreeksen
. Hoewel voor koper en goud hogere oxidatiegetallen niet ongewoon zijn, vormen alle drie metalen +1 ionen met een volle nd
10
elektronenconfiguratie
. Voor zilver is dat vrijwel de enige oxidatietoestand.
Koper vormt Cu
2+
(3d
9
), maar alleen in combinatie met vrij sterke
oxidatoren
. Bijvoorbeeld van de
halogenen
zijn
fluor
,
chloor
en
broom
in staat een dihalogenide CuX
2
te vormen, maar Cu
2+
is een sterkere oxidator dan
jodium
. Wanneer een oplossing van Cu
2+
bij een jodide-oplossing gevoegd wordt, ontstaat er jodium:
Het ene ontbrekende d-elektron wordt aangevuld en het 'gat' doorgegeven aan het jodiumatoom, dat nu een incompleet gevulde buitenschil heeft en combineert met een tweede jodiumatoom om een molecuul te vormen, dat als damp ontwijken kan:
Met
zwavel
dat in elektronegativiteit niet veel verschilt gebeurt iets vergelijkbaars in de
koperchalcogeniden
.
Ook de driewaardige verbindingen van goud zoals het chloroauraat-ion
Au
Cl
4
?
is een sterke oxidator, die gemakkelijk weer goud terugvormt wanneer het in contact komt met een
reductor
.
De reactie met citraat kan gemakkelijk goud in
colloidale
suspensie
vormen met gouddeeltjes van 3-20 nanometer. Deze nanopartikels zijn een geliefd onderwerp van studie als deel van de speurtocht naar
nanotechnologie
. Dit is ook het geval voor zilver en - in mindere mate - koper.
Een ander eigenaardigheid van de muntmetaalionen - met name van
Cu
+
en
Ag
+
- is dat zij weinig voorkeur voor een omringing met hoge symmetrie hebben. Zij voelen zich in allerlei omringingen redelijk goed thuis en dat betekent dat zij vaak van de ene positie naar de andere kunnen 'springen' binnen het rooster van een vaste stof. Zij vormen daarom - vooral in jodiden en oxiden - bij wat hogere temperaturen superionengeleiders. In deze verbindingen zijn de anionroosters vaste roosters, maar de metaalsubroosters zijn min of meer vloeibaar. Deze vaste ionengeleiders worden wel als vaste
elektrolyten
toegepast in batterijen.
De elementen in de kopergroep zijn in het periodiek systeem hieronder gekleurd.
- Kopergroep
-
Koper
-
Zilver
-
Goud