The mineralogy of Copper
General Properties | |
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Symbol: | Cu |
Atomic Number: | 29 |
Standard atomic weight (Ar): | 63.546(3) |
Electron configuration: | [Ar] 3d10 4s1 |
Photos | ||
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< | Natural copper nugget | > |
Atomic Properties | |
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Electronegativity (Pauling scale): | 1.9 |
Atomic Radius: | 145 pm |
Ionic Radius: | 77 pm (+1) |
Van der Waals Radius: | 140 pm |
1st Ionization energy: | 746 kJ/mol |
1st Electron affinity: | -118 kJ/mol |
Oxidation States: | 1,2,3,4 |
Physical Properties | |
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Standard State: | solid |
Bonding Type: | metallic |
Melting Point: | 1358 K |
Boiling Point: | 3200 K |
Density: | 8.92 g/cm3 |
Metal/Non-Metal: | transition metal |
Main isotopes of Copper | ||||
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Isotope | % in Nature | Half Life | Decay type | Decay product |
63Cu | 69.15% | stable | ||
64Cu | synthetic | 12.700h | ε | 64Ni |
β− | 64Zn | |||
65Cu | 30.85% | stable | ||
67Cu | synthetic | 61.83h | β− | 67Zn |
Main ions of Copper | ||||
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Name | Ion | Example minerals | ||
copper(I) | Cu+ | Cuprite, Chalcocite | ||
copper(II) | Cu2+ | Malachite, Azurite, Tenorite |
Other Information | |
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Year Discovered: | 9000 BC |
Named For: | |
CPK color coding: | #C88033 |
External Links: | WikipediaWebElementsLos Alamos National LaboratoryTheodore Gray's PeriodicTable.com |
Simple Compounds and Mineral Names | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Sulfides | copper (I) sulphide | Cu2S | +1 | Chalcocite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (II) sulphide | CuS | +2 | Covellite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Selenides | copper (I) selenide | Cu2Se | +1 | Berzelianite, Bellidoite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (II) selenide | CuSe | +2 | Klockmannite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (II) diselenide | CuSe2 | +2 | Krut'aite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tellurides | copper (II) telluride | CuTe | +2 | Vulcanite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (I) telluride | Cu2Te | +1 | Weissite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hydroxides | copper (II) hydroxide | Cu(OH)2 | +2 | Spertiniite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fluorides | copper (I) fluoride | CuF | +1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (II) fluoride | CuF2 | +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chlorides | copper (I) chloride | CuCl | +1 | Nantokite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (II) chloride | CuCl2 | +2 | Tolbachite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (II) chloride dihydrate | CuCl2 · 2H2O | +2 | Eriochalcite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bromides | copper (II) bromide | CuBr2 | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Iodides | copper (I) iodide | CuI | +1 | Marshite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxides | copper (I) oxide | Cu2O | +1 | Cuprite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (II) oxide | CuO | +2 | Tenorite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Carbonates | dicopper carbonate dihydroxide | Cu2(OH)2CO3 | +2 | Malachite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
tricopper dicarbonate dihydroxide | Cu3(CO3)2(OH)2 | +2 | Azurite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nitrates | copper (I) nitrate | CuNO3 | +1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (II) nitrate | Cu(NO3)2 | +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sulfates | copper (II) sulfate | CuSO4 | +2 | Chalcocyanite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (II) sulfate trihydrate | CuSO4 · 3H2O | +2 | Bonattite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (II) sulfate pentahydrate | CuSO4 · 5H2O | +2 | Chalcanthite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
copper (II) sulfate heptahydrate | CuSO4 · 7H2O | +2 | Boothite |
Copper as a chromophore in minerals and gems | |
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Chromophore | Description |
Cu+ | Red colour in cuprite |
Cu2+ | Produces blue and green colour in azurite, malachite, etc. |
Mineral Diversity of Copper | |
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1. Elements | 24 valid mineral species |
2. Sulfides And Sulfosalts | 275 valid mineral species |
3. Halides | 47 valid mineral species |
4. Oxides | 55 valid mineral species |
5. Carbonates | 22 valid mineral species |
6. Borates | 6 valid mineral species |
7. Sulfates | 130 valid mineral species |
8. Phosphates, Arsenates, Vanadates | 179 valid mineral species |
9. Silicates | 33 valid mineral species |
10. Organic Compounds | 13 valid mineral species |
Total: | 784 valid species containing essential Copper |
Geochemistry of Copper | |
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Goldschmidt classification: | Chalcophile |
Cu2+ was one of the ions least depleted from the mantle in the formation of the crust. | |
Cu2+ is concentrated in deep-sea ferromanganese nodules relative to seawater. | |
Cu2+ solute can be a limiting nutrient in the growth of bacteria. | |
Cu2+ solute is a micronutrient on land. | |
Cu2+ is essential to nutrition of at least some vertebrates ('essential minerals'). |
Elemental Abundance for Copper | ||
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Crust (CRC Handbook) | 6.0 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
Crust (Kaye & Laby) | 5.8 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
Crust (Greenwood) | 6.8 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
Crust (Ahrens/Taylor) | 7.5 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
Crust (Ahrens/Wänke) | 4.7 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
Upper Crust (Ahrens/Taylor) | 2.5 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
Upper Crust (Ahrens/Shaw) | 1.4 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
Sea Water (CRC Handbook) | 2.5 x 10-10 | mass per volume fraction, kg/L |
Sea Water (Kaye & Laby) | 2.3 x 10-8 | mass per volume fraction, kg/L |
The Sun (Kaye & Laby) | 4.5 x 10-4 | atom mole fraction relative to Si=1 |
Solar System (Kaye & Laby) | 5.2 x 10-4 | atom mole fraction relative to Si=1 |
Solar System (Ahrens) | 5.22 x 10-4 (11%) | atom mole fraction relative to Si=1 (% uncertainty) |
Element association of Copper in the Mineral World | |||
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This table compares the known valid mineral species listed listed with Copper and the other elements listed based on the official IMA formula. Note that unlike other sections on this page this includes non-essential elements. The first data column contains the total number of minerals listed with Copper and the element listed for that row. The second data column lists this number as a percentage of all minerals listed with Copper. The final data column compares this percentage against the percentage of all minerals that contain the element listed in each row. Click on a heading to sort. |
Periodic Table | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Nickel << Copper >> Zinc |
Most widespread minerals containing Copper | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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This list of minerals containing Copper is built from the mindat.org locality database. This is based on the number of localities entered for mineral species and is therefore slanted towards minerals interesting to collectors with less coverage of common rock-forming-minerals so it does not give an undistorted distribution of Copper mineral species. It is more useful when comparing rare species rather than common species. |
Name | Formula | Crystal System | Mindat Localities |
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Chalcopyrite | CuFeS2 | Tetragonal | 31786 |
Malachite | Cu2(CO3)(OH)2 | Monoclinic | 14556 |
Chalcocite | Cu2S | Monoclinic | 6677 |
Bornite | Cu5FeS4 | Orthorhombic | 6472 |
Azurite | Cu3(CO3)2(OH)2 | Monoclinic | 6347 |
Covellite | CuS | Hexagonal | 5092 |
Copper | Cu | Isometric | 4449 |
Chrysocolla | Cu2-xAlx(H2-xSi2O5)(OH)4 · nH2O, x < 1 | Orthorhombic | 4142 |
Cuprite | Cu2O | Isometric | 3448 |
Brochantite | Cu4(SO4)(OH)6 | Monoclinic | 1958 |
Photos |
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Localities with greatest number of different Copper mineral species |
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Important ores of Copper | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Name | Formula | Crystal System |
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Chalcocite | Cu2S | Monoclinic |
Chalcopyrite | CuFeS2 | Tetragonal |
Bornite | Cu5FeS4 | Orthorhombic |
Covellite | CuS | Hexagonal |
Copper | Cu | Isometric |
Photos |
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Minor ores of Copper | |||||||||||||||||||||||||||||
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Name | Formula | Crystal System |
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Malachite | Cu2(CO3)(OH)2 | Monoclinic |
Cuprite | Cu2O | Isometric |
Tenorite | CuO | Monoclinic |
Azurite | Cu3(CO3)2(OH)2 | Monoclinic |
Tennantite Subgroup | Cu6(Cu4C2+2)As4S12S | Isometric |
Tetrahedrite Subgroup | Cu6(Cu4C2+2)Sb4S12S | Isometric |
Enargite | Cu3AsS4 | Orthorhombic |
Photos |
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Significant Deposits | ||
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Constants and physical property data from:
David R. Lide (ed.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005).
Kaye and Laby Tables of Physical & Chemical Constants (2005). Section 3.1.3, Abundances of the elements
A. Earnshaw, N. Greenwood, Chemistry of the Elements, 2nd edition, Butterworth-Heinemann, (1997)
Thomas J. Ahrens (ed.), Global Earth Physics : A Handbook of Physical Constants, American Geophysical Union (1995)
L.B. Railsback, An Earth Scientist's Periodic Table of the Elements and Their Ions : Geology 31:9 p737-740 (2003)
Emsley, J. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. New York: Oxford University Press (2001)