29 Cu Cobre 63.546
Metal de transição d-block Period 4 Group 11

Cobre

Cu · Element 29 · Coinage metals

The first metal humans smelted, and still the nervous system of the electrified world.

ESTADO A 20°C Sólido
MASSA ATÓMICA 63.546 u
ELECTRON CONFIGURATION [Ar] 3d¹⁰ 4s¹

Estrutura

O átomo de cobre

Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para girar. Azul e violeta marcam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.

Nuvem orbital

Valores medidos

Ficha de propriedades

Cada barra mostra onde cobre se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.

Física

Densidade 8.96 g/cm³ 58%
Ponto de Fusão 1357.8 K 62%
Ponto de Ebulição 2835 K 55%
calor específico 0.385 J/g·K
Condutividade Térmica 401 W/m·K 99%

Atômica

Raio Atômico 128 pm 20%
raio covalente 132 pm
raio de Van der Waals 140 pm

Eletrónica

Eletronegatividade 1.9 61%
energia de ionização 745.8 kJ/mol 61%
Afinidade Eletrônica 119.6 kJ/mol 77%

Ocorrência

Abundância na crosta 60 mg/kg 79%

Identidade

SímboloCu
Número atômico29
Massa atómica63.546 u
CategoriaMetal de transição
Blocod
Estrutura cristalinacúbica de face centrada
Estados de oxidação+1, +2, +3, +4
DescobertoAncient
Descoberto porKnown since antiquity

Fontes: massas atômicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, não medidos.

Tamanho, em escala

How big is a cobre atom?

Radius 128 pm — that is 0.128 nm, so about 3906 million of them side by side would span a millimetre.

Faixa térmica

Solid, liquid, gas — and when

Cobre is liquid over a 1477 K window, from 1358 K to 2835 K.

Onde está

Posição na tabela

Cobre sits in period 4, group 11. Everything in group 11 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER METAIS DE TRANSIÇÃO

All metais de transição

A história

O que é cobre e como o encontramos

Primeiro metal usado pelos seres humanos. Excelente condutor de eletricidade.

The discovery of cobre

🏺 Origens pré-históricas: o primeiro metal da humanidade

O cobre representa o primeiro uso intencional de um metal pela humanidade, iniciado por volta de 9000 a.C. no Crescente Fértil. Evidências arqueológicas de Çayönü Tepesi, na Turquia, mostram contas e ferramentas de cobre anteriores à agricultura. Ao contrário do ferro ou do alumínio, o cobre nativo ocorre naturalmente em forma metálica, permitindo que os primeiros seres humanos o trabalhassem sem tecnologia complexa de fundição.

🔥 A revolução da fundição (5000 a.C.)

Por volta de 5000 a.C., civilizações dos Bálcãs e do Oriente Médio descobriram que aquecer certas rochas verdes e azuis (carbonatos de cobre) com carvão produzia cobre metálico puro. Essa descoberta deu início à Idade do Calcolítico (Idade do Cobre), mudando fundamentalmente a tecnologia humana. O Homem do Gelo (Ötzi), descoberto nos Alpes e datado de 3300 a.C., carregava um machado de cobre que demonstrava uma metalurgia avançada.

⚗️ Inovação em ligas na Antiguidade: a Idade do Bronze

Bronze — uma liga de cobre e estanho — surgiu por volta de 3500 a.C. no Oriente Próximo, dando início à Idade do Bronze, que durou até 1200 a.C. Essa descoberta provavelmente ocorreu por acaso, quando minérios de cobre contendo estanho foram fundidos juntos. O bronze mostrou-se superior ao cobre puro para armas, ferramentas e arte, impulsionando redes comerciais internacionais à medida que as civilizações buscavam fontes de estanho.

Domínio mesopotâmico

Textos sumérios de 2500 a.C. descrevem técnicas sofisticadas de trabalho com cobre, incluindo a fundição por cera perdida e a composição de ligas. O Estandarte de Ur e inúmeros artefatos demonstram seu domínio da metalurgia do cobre e do bronze. Mercadores mesopotâmicos estabeleceram rotas comerciais que se estendiam do Afeganistão (estanho) ao Chipre (cobre).

🏛️ Civilizações clássicas e Chipre

A ilha de Chipre tornou-se sinônimo de cobre no mundo antigo, dando ao metal seu nome latino, "cuprum" (de "aes cyprium" — metal de Chipre). Minas romanas no Chipre funcionaram por mais de 1500 anos, produzindo cobre que ajudou a construir um império. A engenharia romana usava cobre em moedas, encanamentos, coberturas e obras artísticas que sobrevivem até hoje.

🏛️ Sofisticação egípcia

Metalurgistas egípcios alcançaram uma sofisticação notável, criando tubos de cobre para sistemas de drenagem de templos e elaborados artefatos de bronze. O Papiro Edwin Smith (1600 a.C.) descreve usos médicos de compostos de cobre no tratamento de infecções — antecipando em 3600 anos as aplicações antimicrobianas modernas.

🚢 A era das explorações e do comércio global

A exploração europeia foi parcialmente impulsionada pela busca por cobre e outros metais. Conquistadores espanhóis encontraram uma metalurgia avançada do cobre nas Américas, onde povos indígenas haviam desenvolvido técnicas sofisticadas de forma independente. A Região do Cobre da Península Superior de Michigan forneceu cobre para as forças da União durante a Guerra Civil.

⚡ Transformação pela Revolução Industrial

A descoberta da eletricidade transformou o cobre de metal útil em material essencial. Os experimentos de indução eletromagnética de Michael Faraday (1831) demonstraram o potencial da eletricidade, enquanto os sistemas de distribuição de energia de Thomas Edison tornaram indispensável a fiação de cobre. O processo Bessemer (1856) possibilitou a produção de aço em larga escala, criando demanda por cobre em motores a vapor e máquinas industriais.

🔬 Compreensão científica moderna

Antoine Lavoisier incluiu o cobre em sua obra revolucionária "Elements of Chemistry" (1789), estabelecendo-o como um elemento fundamental. A teoria atômica de John Dalton (1803) forneceu a estrutura teórica para compreender as propriedades do cobre. A cristalografia de raios X revelou a estrutura cúbica de face centrada do cobre, explicando sua excepcional condutividade elétrica e condutividade térmica.

🏭 Aplicações industriais no século XX

A era elétrica criou uma demanda sem precedentes por cobre. Westinghouse e General Electric competiram para desenvolver sistemas de energia em corrente alternada que exigiam enormes quantidades de fios de cobre. As duas Guerras Mundiais demonstraram a importância estratégica do cobre, levando governos a criar estoques e programas de reciclagem. O desenvolvimento da refrigeração, do ar-condicionado e da eletrônica ampliou ainda mais as aplicações do cobre.

Aplicações

Para que cobre é usado

⚡ Infraestrutura de energia elétrica

A excepcional condutividade elétrica do cobre (superada apenas pela prata) o torna indispensável para os sistemas de energia globais. Linhas de transmissão de energia transportam eletricidade das usinas de geração para as cidades usando a condutividade do cobre, de 59.6 MS/m. Motores elétricos, desde os de refrigeradores até os de bombas industriais, dependem de enrolamentos de cobre que convertem energia elétrica em movimento mecânico com eficiência superior a 95%. A indústria elétrica consome 65% da produção global de cobre.

🏠 Sistemas hidráulicos e de água

Tubos de cobre fornecem água limpa há mais de 4000 anos, matando naturalmente bactérias e vírus por meio do efeito oligodinâmico. As residências modernas usam instalações hidráulicas de cobre por sua confiabilidade, resistência à corrosão e propriedades antimicrobianas. Os sistemas de água de hospitais especificam cada vez mais o cobre para prevenir a Legionella e outros patógenos transmitidos pela água. Sistemas de ionização cobre-prata purificam piscinas e suprimentos de água de espaçonaves.

🔥 Excelência na transferência de calor

A condutividade térmica do cobre (401 W/m·K) permite o uso de trocadores de calor eficientes em aparelhos de ar-condicionado, radiadores automotivos e processos industriais. Panelas de cobre proporcionam uma distribuição de calor incomparável em cozinhas profissionais. Condensadores de usinas de energia usam ligas de cobre-níquel para transferir o calor residual das turbinas a vapor para a água de resfriamento, maximizando a eficiência da geração elétrica.

⚙️ Engenharia avançada de ligas

Bronze (cobre-estanho) deu início à Idade do Bronze da civilização há 5000 anos e continua essencial para rolamentos, hélices de navios e elementos arquitetônicos. Latão (cobre-zinco) cria instrumentos musicais com acústica perfeita e equipamentos navais resistentes à corrosão pela água salgada. Cobre-berílio forma ferramentas resistentes a faíscas para ambientes explosivos e molas que mantêm a tensão por décadas.

🛡️ Superfícies antimicrobianas

A EPA reconhece o cobre como a única superfície sólida que mata continuamente bactérias, vírus e fungos. Maçanetas, corrimãos e armações de camas hospitalares usam ligas de cobre para reduzir em até 58% as infecções associadas aos cuidados de saúde. Pesquisas sobre a COVID-19 mostram que superfícies de cobre inativam o vírus em 4 horas, levando à adoção crescente em espaços públicos.

🎨 Beleza arquitetônica

A pátina natural do cobre cria a distinta cor verde da Statue of Liberty, de inúmeras cúpulas de igrejas e de elementos arquitetônicos modernos. Coberturas de cobre com junta vertical duram mais de 100 anos enquanto desenvolvem uma bela oxidação azul-esverdeada. Frank Lloyd Wright e outros arquitetos especificaram o cobre por sua durabilidade, maleabilidade e apelo estético em evolução.

🔬 Aplicações químicas e catalíticas

Catalisadores de cobre possibilitam a síntese de metanol, a produção farmacêutica e o processamento petroquímico. A reação de Ullmann usa cobre para formar ligações carbono-carbono na fabricação de medicamentos. O sulfato de cobre controla algas no tratamento de água e fornece micronutrientes essenciais para o crescimento das plantas na agricultura.

⚡ Aplicações elétricas

  • Fiação residencial - Cabos Romex, caixas de tomadas, quadros elétricos
  • Motores elétricos - Máquinas de lavar, aspiradores de pó, ferramentas elétricas
  • Transformadores - Postes de distribuição, subestações, equipamentos industriais
  • Eletrônicos - Placas de circuito impresso, componentes de computador
  • Linhas de transmissão - Transmissão aérea, cabos subterrâneos
  • Para-raios - Sistemas de proteção de edifícios

🏠 Encanamento e construção

  • Tubulações de água - Sistemas residenciais, comerciais e municipais
  • Conexões - Válvulas, juntas, acoplamentos, adaptadores
  • Coberturas - Emendas verticais, calhas, condutores de águas pluviais
  • Sistemas HVAC - Serpentinas de ar-condicionado, bombas de calor
  • Aquecimento radiante - Sistemas de aquecimento sob o piso

🚗 Transporte

  • Fiação automotiva - Chicotes do motor, cabos de bateria
  • Radiadores - Resfriamento do motor, resfriadores da transmissão
  • Linhas de freio - Sistemas hidráulicos, componentes do ABS
  • Veículos elétricos - Tesla Model 3 (180 lbs de cobre), Chevy Bolt
  • Fiação de aeronaves - Sistemas elétricos do Boeing 787 e Airbus A350
  • Hélices de navios - Ligas de bronze para aplicações marítimas

🍳 Produtos de consumo

  • Utensílios de cozinha - Panelas e frigideiras de cobre All-Clad e Mauviel
  • Moedas - Moedas de 1 centavo dos EUA (núcleo de zinco, revestimento de cobre)
  • Joias - Ouro rosé, pulseiras de cobre, peças artesanais
  • Instrumentos musicais - Trompetes, trombones, trompas francesas
  • Itens decorativos - Esculturas, arte para jardins, cata-ventos

🏥 Medicina e saúde

  • Superfícies hospitalares - Maçanetas, grades de leitos, suportes para soro
  • Dispositivos médicos - DIUs (T de cobre), revestimentos antimicrobianos
  • Purificação da água - Sistemas de ionização de cobre e prata
  • Suplementos nutricionais - Elemento-traço essencial

🏭 Aplicações industriais

  • Trocadores de calor - Usinas de energia, processamento químico
  • Equipamentos elétricos - Geradores, motores, equipamentos de manobra
  • Telecomunicações - Cabos coaxiais, linhas telefônicas
  • Equipamentos marítimos - Hélices, conexões, revestimento de cascos
  • Processamento químico - Catalisadores, vasos de reação

🎨 Arte e arquitetura

  • Esculturas - Estátua da Liberdade, monumentos públicos
  • Fachadas de edifícios - Arquitetura moderna, igrejas
  • Vitrais - Vidro rubi, elementos arquitetônicos
  • Artesanato tradicional - Trabalho em cobre, metalurgia

De onde vem

Ocorrência natural

60 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 79% of elements

🌍 Abundância na Crosta e Distribuição Global

O Cobre é o 25.º elemento mais abundante na crosta terrestre, com 60 partes por milhão, mas as concentrações economicamente viáveis exigem processos geológicos que aumentam a abundância local em 100 vezes. O Chile contém 28% das reservas globais, principalmente no Deserto do Atacama, onde as condições áridas preservam minérios de sulfeto. Peru, China e a República Democrática do Congo abrigam outros grandes depósitos formados por diversos processos geológicos.

🌋 Formação do Cobre Pórfiro

Depósitos de pórfiro fornecem 75% da produção global de cobre e são formados por enormes sistemas hidrotermais associados ao vulcanismo de zonas de subducção. A mina de Chuquicamata, no Chile — a maior mina de cobre a céu aberto do mundo — exemplifica esses sistemas gigantescos, nos quais fluidos magmáticos transportaram cobre ao longo de milhões de anos. Molibdénio, ouro e prata frequentemente acompanham o cobre nesses depósitos, formando corpos de minério polimetálicos.

Processo de Formação

Placas oceânicas em subducção geram magmas ricos em cobre que penetram na crosta sobrejacente como intrusões pórfiras. Fluidos hidrotermais a 300-600°C transportam o cobre como complexos de cloreto, depositando calcopirita (CuFeS₂) e bornita (Cu₅FeS₄) em redes de fraturas. Esse processo exige condições precisas de temperatura, pressão e composição química, que ocorrem principalmente em limites convergentes de placas.

⛰️ Outros Tipos de Depósitos

Cobre Hospedado em Sedimentos

O Cinturão do Cobre da Zâmbia e da República Democrática do Congo contém depósitos de cobre estratiformes formados em antigas bacias de rifte. Fluidos portadores de cobre migraram através de rochas sedimentares, precipitando calcosita (Cu₂S) e malaquita [Cu₂CO₃(OH)₂] em ambientes redutores. Esses depósitos forneceram cobre para civilizações africanas há milhares de anos.

Sulfetos Maciços Vulcanogênicos

Depósitos do tipo Chipre formam-se em dorsais meso-oceânicas, onde fontes hidrotermais precipitam sulfetos de cobre no fundo do mar. A ilha de Chipre deu seu nome ao cobre (latim "cuprum") devido à extensa mineração antiga desses depósitos. Análogos modernos incluem fontes hidrotermais do tipo chaminé negra, que concentram cobre, zinco e chumbo em sulfetos polimetálicos.

🔴 Ocorrências de Cobre Nativo

A Peninsula de Keweenaw, em Michigan, contém os maiores depósitos de cobre nativo do mundo, onde o cobre metálico ocorre naturalmente sem combinação química. Inundamentos basálticos pré-cambrianos criaram condições redutoras que depositaram cobre puro em amígdalas e fraturas. Povos indígenas americanos mineraram esse cobre durante 7000 anos, criando ferramentas e ornamentos comercializados por toda a América do Norte.

⭐ Origens Estelares e Distribuição Cósmica

O cobre forma-se por meio da captura lenta de neutrões (processo s) em estrelas do ramo assintótico das gigantes e por meio da nucleossíntese explosiva em supernovas do Tipo II. A razão isotópica Cu-63/Cu-65 fornece pistas sobre a evolução química galáctica e o processamento estelar. Meteoritos contêm cobre em estados de sulfeto, indicando sua presença durante a formação do sistema solar, há 4,6 bilhões de anos.

🌊 Ciclo Marinho do Cobre

A água do mar contém 0,25 partes por bilhão de cobre, essencial para organismos marinhos, mas tóxico em concentrações mais elevadas. Nódulos polimetálicos no fundo dos oceanos acumulam cobre ao longo de milhões de anos, à medida que os metais precipitam da água do mar. Sistemas hidrotermais de dorsais meso-oceânicas fazem o cobre circular continuamente entre o manto e os oceanos, mantendo o equilíbrio geoquímico global.

🌿 Ciclo Biogeoquímico

O cobre atua como micronutriente essencial para todas as formas de vida, participando do funcionamento de enzimas como a citocromo oxidase e a superóxido dismutase. As plantas necessitam de cobre para a fotossíntese e o metabolismo do ferro, enquanto os animais precisam dele para a formação de tecido conjuntivo e o transporte de ferro. A disponibilidade de cobre no solo influencia a produtividade agrícola e a saúde dos ecossistemas.

🏺 Formação de Minerais Secundários

O intemperismo de sulfetos de cobre cria minerais secundários espetaculares. A azurita [Cu₃(CO₃)₂(OH)₂] produz cristais de um azul intenso, enquanto a malaquita [Cu₂CO₃(OH)₂] cria padrões vibrantes em faixas verdes. A crisocola forma massas de silicato azul-esverdeadas, e a cuprita (Cu₂O) apresenta cristais octaédricos vermelho-escuros. Esses minerais coloridos atraem os seres humanos há milénios.

Manuseio

Segurança

⚠️ Limites de exposição e padrões de saúde

OSHA PEL: 1 mg/m³ para fumos de cobre, 1 mg/m³ para poeiras e névoas de cobre (TWA de 8 horas). NIOSH REL: 1 mg/m³ para compostos de cobre, 0.1 mg/m³ para fumos de cobre, para prevenir a febre por fumos metálicos. ACGIH TLV: 0.2 mg/m³ para fumos de cobre, reconhecendo o aumento dos riscos de sensibilização respiratória decorrentes da soldagem e de operações em altas temperaturas.

🔥 Risco de febre por fumos metálicos

A febre por fumos de cobre afeta soldadores e trabalhadores metalúrgicos expostos a fumos de óxido de cobre, causando sintomas semelhantes aos da gripe, incluindo febre, calafrios, dores musculares e gosto metálico. Os sintomas geralmente começam 4-12 horas após a exposição e desaparecem em 24-48 horas. A febre da manhã de segunda-feira ocorre quando os trabalhadores perdem a tolerância durante os fins de semana. A prevenção exige ventilação adequada e proteção respiratória durante trabalhos a quente.

🛡️ Equipamentos de proteção individual

  • Proteção respiratória: filtros de partículas P95 para poeira, fornecimento de ar para espaços confinados
  • Proteção para soldagem: sistemas de extração de fumos, proteção respiratória com filtros P100
  • Proteção ocular: óculos de segurança com proteção lateral, máscaras de solda para trabalhos a quente
  • Proteção da pele: luvas resistentes a cortes para manuseio, luvas resistentes a produtos químicos para soluções
  • Vestuário: materiais de algodão ou resistentes a chamas; evite tecidos sintéticos próximos a fontes de calor

💊 Toxicidade aguda e doença de Wilson

A ingestão de sulfato de cobre causa irritação gastrointestinal intensa, náuseas, vômitos e danos hepáticos potencialmente fatais em doses acima de 10-20 gramas. A doença de Wilson - uma doença genética que afeta 1 em cada 30.000 pessoas - impede a excreção normal de cobre, levando ao acúmulo perigoso no fígado e no cérebro. Os sintomas incluem doença hepática, problemas neurológicos e anéis de Kayser-Fleischer característicos nos olhos.

🚨 Primeiros socorros e procedimentos de emergência

Inalação: leve a pessoa imediatamente para um local com ar fresco, monitore o aparecimento tardio de sintomas respiratórios e procure atendimento médico em caso de tosse persistente ou dificuldade para respirar. Contacto com a pele: lave com água e sabão e remova as roupas contaminadas. Contacto com os olhos: lave com água limpa por 15 minutos e procure atendimento médico em caso de irritação persistente. Ingestão: não provoque vômito, ofereça água ou leite e procure atendimento médico imediato.

💧 Segurança ambiental e da água

Padrão da EPA para água potável: nível de ação de 1.3 mg/L para cobre em sistemas públicos de abastecimento de água. Concentrações mais altas causam desconforto gastrointestinal e podem indicar corrosão da tubulação. Toxicidade aquática: o cobre é altamente tóxico para peixes e invertebrados aquáticos, exigindo o descarte cuidadoso de soluções contendo cobre e o tratamento de águas residuais industriais.

🔄 Manuseio e armazenamento seguros

Armazene materiais de cobre em condições secas para evitar oxidação e formação de poeira. As operações de esmerilhamento e corte exigem ventilação por exaustão local para controlar a poeira de cobre. Soldagem e brasagem precisam de sistemas especializados de extração de fumos. A limpeza regular evita o acúmulo de poeira de cobre que poderia criar riscos respiratórios ou condições de poeira combustível.

🩺 Monitoramento médico

Trabalhadores com exposição significativa ao cobre precisam realizar testes de função hepática iniciais e periódicos, hemogramas completos e avaliações respiratórias. Os níveis séricos de cobre e ceruloplasmina ajudam a identificar absorção excessiva. A detecção precoce da doença de Wilson em trabalhadores permite o tratamento médico adequado e previne complicações graves.

Respostas rápidas

Cobre: perguntas frequentes

What is Cobre?

Cobre (symbol Cu) is element 29 on the periodic table, a metal de transição in period 4, group 11. The first metal humans smelted, and still the nervous system of the electrified world. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of Cobre?

Cobre's ground-state electron configuration is [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, giving 4 occupied shells holding 2, 8, 18, 1 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of Cobre?

Cobre melts at 1357.8 K (1084.6 °C) and boils at 2835 K (2561.9 °C).

What is the atomic mass of Cobre?

The standard atomic weight of Cobre is 63.546 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Cobre?

Cobre has a density of 8.96 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of cobre is about 9× heavier.

What is the electronegativity of Cobre?

Cobre has a Pauling electronegativity of 1.9. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered Cobre, and when?

Cobre has been known since antiquity — it occurs in a form usable without smelting, so no single person can be credited with its discovery. The name comes from latin cuprum, from Cyprus.

How common is Cobre on Earth?

Cobre makes up about 60 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.