stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
نحاس
الاستخراج

طالع أيضًا: قائمة الدول حسب إنتاج النحاس
يُستخرَج النحاس غالباً على هيئة معادن الكبريتيدات في مناجم التعدين السطحي  من توضّعات الصخر السمّاقي النحاسية . من أشهر المواقع الغنيّة بالنحاس كلّ من منجم تشوكويكاماتا  في تشيلي؛ ومنجم وادي بينغهام  في ولاية يوتا ومنجم تشينو  في ولاية نيومكسيكو في الولايات المتّحدة. تحتلّ تشيلي صدارةَ دول العالم في إنتاج النحاس وفق تقديرات هيئة المساحة الجيولوجية البريطانية  في سنة 2005، وذلك بطاقةٍ إنتاجيّة تعادل قرابة ثلث مُجمَل الإنتاج العالمي؛ تليها الولايات المتّحدة ثمّ إندونيسيا والبيرو. كما تعدّ الصين من الدول الرائدة في إنتاج النحاس؛ أمّا في أوروبا فتعدّ بولندا والبرتغال والسويد من الدول ذات الإنتاج الوفير نسبياً من النحاس.
يمكن استخراج النحاس وفق عملية تصويل في الموقع ، وقد جرى تطبيقها مثلاً في عدّة مواقع في ولاية أريزونا الأمريكية؛ ولكنّ الكمّيّات المُستحصَلة وفق هذه الطريقة ضئيلة ومحدودة نسبياً، ولا تفي بالمتطلّبات العالمية التي هي بازديادٍ مستمرٍّ. لذلك يجرى التفكير باتّباع أسلوب التعدين في قاع البحر  للحصول على النحاس ضمن عُقَيدَات متعدّدة الفلزّات  المتوضّعة على أعماق تصل بين 3.5 إلى 6 كيلومتر في القاع، مثلما هو الحال مع فلزّي النيكل والكوبالت. يتراوح تركيز النحاس في خاماته بمقدار 0.6% وسطيّاً، وتعدّ الخامات الكبريتيدية أكثرها جدوى من الناحية الاقتصادية للاستخراج، وخاصّةً معدَنَي الكالكوبيريت CuFeS2 والبورنيت Cu5FeS4؛ وبدرجةٍ أقلّ، معدَنَي الكوفيليت CuS والكالكوسيت Cu2S. من جهةٍ أخرى، يُقدّر أن يكون وسطي تركيز النحاس في العُقَيدات متعدّدة الفلزّات قرابة 1.3%؛ وتتضمّن الطرائق المستخدَمة لاستخراج النحاس منها عملية التصويل الكبريتي  والصهر، بالإضافة إلى عمليّات أخرى.
الاستخراج > الاحتياطي وذروة النحاس

وفقَ تقديرات نشرَتها مجموعة دراسة النحاس العالمية  فإنّ الاحتياطات العالميّة المُخَمَّنة بناءً على بيانات مُستحصَلة من هيئة المساحة الجيولوجية الأمريكية  تبلغ زهاء 870 مليون طن؛ أمّا موارد النحاس المُكتَشَفَة فتبلغ 2100 مليون طن، في حين أنّ الموارد غير المُكتَشَفة من هذا الفلز فتُقَدّر بقرابة 3500 مليون طن. ولكن على الرغم من أنّ النحاس كان معروفاً منذ آلاف السنين، إلّا أنّ أكثر من قرابة 95% من خامات هذا الفلز تقديرياً قد استُخرجَت من الأرض وخضعت إلى عمليّات صهر ومعالجة منذ بدايات القرن العشرين؛ ولذلك السبب صِيغَ تعبير «ذروة النحاس» . إلّا أنّ تلك التقديرات تتفاوت بحدّ ذاتها مع مرور السنين نظراً اختلاف النمو الاقتصادي العالمي. ولكن هناك تطوّرٌ مستمرٌّ في ترسيخ مفاهيم إعادة التدوير  من أجل تأمين موارد النحاس في العصر الحديث.
الإنتاج > النحاس الخام

في البداية وقبل عمليّات التسخين يُزَاد تركيز النحاس في الخامات المُستخرَجة بعد سحقها وتفتيتها، وذلك إلى تراكيز أوليّة تتراوح بين 10-15% عن طريق عمليّات التعويم الزَبَدي  أو الرشْح الحيوي .
من الأفران الصناعيّة المُستخدَمة بشكلٍ واسعٍ في إنتاج النحاس كلٌّ من الأفران العاكسة  وكذلك أفران الصهر الومضي منذ بدايات ثمانينيّات القرن العشرين. يؤدّي تحميص  خامات النحاس مع السيليكا  وفحم الكوك وفق أسلوب الصهر الومضي إلى التخلّص من الحديد على هيئة خَبَث ؛ إذ تستغلّ هذه العملية سهولة تحوّل كبريتيدات الحديد إلى الأكاسيد الموافقة:
والتي بدورها تتفاعل مع السيليكا لتشكّل خبثاً من السيليكات :
يطفو الخبثُ المتشكّلُ على سطح الكتلة المُسَخَّنة ليُستَحصَل على خليطٍ كبريتيديٍّ مصهورٍ للنحاس ، والذي يتكوّن بشكلٍ رئيسيٍّ من كبريتيد النحاس الأحادي Cu2S؛ وقد يصل تركيز النحاس فيه زهاء 70%. يُصَبّ الخليط الكبريتيديُّ المَصهور والمتوهّج في مفاعلٍ ويُسخَّن، ثمّ يُمرّر فيه تيّار من أكسجين الهواء، ممّا يؤدّي إلى تحوّل كبريتيدات النحاس إلى الأكاسيد الموافقة:
كما يُضمَنُ في هذه الخطوة التخلّص من باقي الحديد الموجود في الوسط على هيئة خبث. في الخطوة التالية يُفاعَل الباقي من كبريتيد النحاس الأحادي مع أكسيد النحاس الثنائي للحصول على النحاس الخام:
نسبة النحاس في النحاس الخام قرابة 98%، وتحوي النسبة المتبقيّة على شوائبٍ من الحديد والزنك، بالإضافة إلى فلزّاتٍ نبيلةٍ من الذهب والفضّة والبلاتين.
الإنتاج > وسائل أخرى

يمكن الحصول على النحاس وفق تفاعل ألومنيوم حراري  بين أكسيد النحاس الثنائي مع مسحوق الألومنيوم باستخدام فلوريد الكالسيوم على هيئة صُهَارة . كما يوجد هناك أيضاً أسلوبٌ آخرٌ تاريخي وقديم للحصول على النحاس من خاماته، وذلك وفق عمليّة التَمْليط ، وهي عمليّة تتضمّن ترسيب النحاس من مُفاعَلة كبريتات النحاس الثنائي مع الحديد، لكنّ النحاس المُستَحصل وفق هذه العملية غير نقيّ. كان هذا الأسلوب شائعَاً للحصول على النحاس في الصين قبل قرابة ألف سنة.
الإنتاج > التنقية

يُنقَّى النحاس عادةً بأسلوب الاستخلاص الكهربائي ؛ إذ يُوضَع النحاس الخام في خلية تحليل على المِصعد ؛ مقابل قطعٍ من النحاس مرتفع النقاوة على المهبَط  بوجود كهرل  مؤلّف من محلول كبريتات النحاس الثنائي في حمض الكبريتيك. عند تطبيق جهدٍ كهربائيٍّ ملائمٍ تتأكسدُ كافّةُ شوائب الفلزّات الوضيعة الموجودة ضمن قطعة النحاس الخام وتنتقل على هيئة أيونات موجبة الشحنة (كاتيونات) إلى المحلول، في حين أنّ الشوائب من الفلزّات النبيلة تترسّب على هيئة وحلٍ مِصعَدِيّ ، والذي يخضع بدوره إلى معالجات لاحقة.
وبتلك العملية تنحلّ قطعة النحاس الخام الموجودة على المصعد تدريجياً، في حين تترسّب أيونات النحاس على المهبط، بحيث يُحصَل في النهاية على نحاسٍ ذي درجة نقاوة تصل إلى 99.99%.
الإنتاج > إعادة التدوير

إنّ النحاس قابلٌ لإعادة التدوير مثله مثل الألومنيوم؛ وبذلك يُستَحصل على نحاسٍ بجودةٍ جيّدةٍ تعادل ما يُستحصَل من الخامات الأرضية. يأتي النحاس في المرتبة الثالثة من بين الفلزّات المُدَوَّرة بعد الحديد والألومنيوم؛ ويُقدّر أنّ 80% من النحاس المُستخرَج على الإطلاق لا يزال مُستخدَماً حتى الآن نتيجة عمليّات التدوير. وفقاً لتقريرٍ من الهيئة الدولية للموارد الطبيعية  فإنّ الاستهلاك العالمي من النحاس في المجتمع يتراوح بين 35-55 كغ لكلّ نسمة، وهو يرتفع في الدول المتقدّمة ليصل إلى مجالٍ بين 140-300 كغ لكلّ نسمة. لا تختلف عمليّة إعادة تدوير النحاس كثيراً عن إنتاجه من خاماته، ولكنّها تتطلّب خطواتٍ أقلّ، إذ تُصهَرُ خردة النحاس مرتفع النقاوة في فرنٍ مخصّصٍ للصناعات المعدنية ، ثمّ يخضع المصهور لتفاعلات أكسدة واختزال، ثم يُصَبّ على هيئة منتجاتٍ نصف مصنّعة مثل الكتل الخام  أو الصَّبَّات ؛ في حين أنّ الخردة منخفضة النقاوة تُذاب في حمض الكبريتيك، ثم تخضع إلى عملية تنقيةٍ كهربائية.
النظائر

يبلغ عدد نظائر النحاس تسعةً وعشرون نظيراً، منها نظيران مستقرّان، وهما نحاس-63 63Cu ونحاس-65 65Cu، ويؤلّف النظير 63Cu زهاء 69% من النحاس في الطبيعة، ولكلٍّ من النظِيرَين المذكورَين لفٌّ مغزليّ  مقداره 3⁄2. أمّا سائر النظائر فهي نظائر مشعّة، وأكثرها استقراراً هو النظير المشعّ نحاس-67 67Cu بعمر نصفٍ  مقداره 61.83 ساعة.
يوجد سبعة مصاوغات نوويّة  معروفة للنحاس، وهي شبه مستقرّة ، وأكثرها استقراراً هو 68mCu بعمر نصف 3.8 دقيقة. تضمحلّ نظائر النحاس ذات العدد الكتلي الأكبر من 64 وفق نمط اضمحلال بيتا ؛ أمّا النظائر ذات العدد الكتلي الأقلّ من 64 فتضمحلّ وفق نمط انبعاث البوزيترون ؛ مع العلم أنّ النظير نحاس-64، بعمر نصف مقداره 12.7 ساعة، يضمحلّ وفق النّمطَين المذكورَين سابقاً. يُستخدَم النظير نحاس-62 62Cu على هيئة قائفة مشعّة  في تقنية التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني .
الخواص الفيزيائية

يوجد النحاس في الظروف القياسية من الضغط ودرجة الحرارة على هيئة فلزٍّ ذي لون برتقاليٍّ مزهرٍّ، وعند التعرّض الطويل للهواء فإنّه يفقد لمعانه ويأخذ درجة لون بُنّيّةٍ مُحمَرّة، في حين أنّ مَخدَشَهُ  ذو لونٍ أحمر مزهرّ. للنحاس عموماً لون خاصّ ومميّز، إذ يُنسَب إليه اللون النحاسي؛ وهو بذلك واحد من بضعة عناصر فلزّية ذات لون مغاير للون الرمادي أو الفضّي النمطي لأغلب الفلزّات.
يقع النحاس في الجدول الدوري للعناصر في المجموعة الحادية عشرة إلى جانب الذهب والفضّة؛ وهي تعرف باسم فلزّات النقود ، وتتميّز تلك الفلزات بقابليتها الكبيرة للسحب والطرق، كما تتميّز بمواصفاتها الجيّدة فيما يخصّ الناقلية الحرارية والموصلية الكهربائية. يعود السبب في تلك الخواص الفيزيائية المميّزة إلى البنية الذرّية لهذه العناصر؛ فالتوزيع الإلكتروني  فيها متناظر، إذ يوجد فيه إلكترون تكافؤ وحيد في المدار s خارج غلاف تكافؤ ممتلئ في المدار d. ويؤدّي امتلاء الغلاف الإلكتروني d بالإلكترونات فيها إلى انخفاض مساهمة تلك الإلكترونات في التآثرات بين الذرّية ، والتي تقوم بها الإلكترونات في الغلاف الإلكتروني s، وتكون على هيئة رابطة فلزّية. لكن تلك الرابطة الفلزّية في فلزّات النقود ضعيفة بالمقارنة مع الفلزّات الأخرى التي يكون فيها الغلاف الإلكتروني d غير ممتلئ؛ وذلك ما يفسّر انخفاضَ الصلادة لدى النحاس، وقابليتَه الكبيرة للسحب والطرق.
يتميّز النحاس بناقليّته ومُوصِليَّته الممتازة، إذ يأتي في المرتبة الثانية بعد الفضّة وقبل الذهب من حيث الناقلية الحرارية والكهربائية من بين الفلزّات النقيّة عند درجة حرارة الغرفة. يعود السبب في ذلك بأنّ مقاومة الإلكترونات للانتقال في الفلزّات عند درجة حرارة الغرفة عائدٌ بشكلٍ أساسيٍّ إلى تبعثر وتشتّت  الإلكترونات نتيجة الاهتزازات الحرارية  للشبكة البلّورية، والتي عادةً ما تكون ضعيفةً في الفلزّات الطريّة. يتميّز النحاس بأنّه موصلٌ جيّدٌ للكهرباء، إذ تبلغ قيمة الموصلية الكهربائية مقدار 59.6×106 سيمنز/متر. في حين تبلغ كثافة التيّار  العظمى للنحاس في الهواء الطلق قرابة 3.1×106 أمبير/متر2؛ وعند قِيمٍ أعلى من ذلك يبدأ الفلزّ بالتسخّن بشكلٍ مطّردٍ. يؤثّر وجود بعض الشوائب مثل الفوسفور أو الحديد على ناقلية النحاس ويضعّفُها؛ كما قد يخضع النحاس عند تماسه مع فلزّات أخرى إلى التآكل الجلفاني .
تبلغ كثافة النحاس مقدار 8920 كغ/م³، وبذلك ينتمي تصنيفياً إلى الفلزّات الثقيلة. يتبلور النحاس وفق نظامٍ بلّوري مكعّب مركزيّ الوجه ، بالتالي يكون للذرّات المقدرة على تعبئة الفراغات بشكلٍ متراصٍّ ، وتكون فيها الزمرة الفراغية  من النمط Fm3m. أمّا قيمة ثابت الشبكة البلّورية  a فيبلغ 3.615 أنغستروم (Å)، وذلك يوافق وجود أربع وحدات صيغة  لكلّ وحدة خليّة .
الخواص الهندسية

تبلغ نقطة انصهار النحاس 1083.4 °س؛ ويمكن أن تبدأ عمليات التطريق الحرارية عند درجات حرارة تقع في مجالٍ بين 700-800 °س. تقع صلادة النحاس على مقياس موس  ما بين 2.5 إلى 3، وهي توافق قيمة ما بين 77–99 وفق اختبار فيكرز للصلادة . يؤدّي التصلّد الانفعالي  عن طريق التسبّب بحدوث عيوب بلّورية  في الشبكة البلّورية ، مثل الحدود الحُبَيبيّة ، إلى إعاقة انسحاب المواد عند تطبيق جهدٍ ميكانيكي، ممّا يزيد من الصلادة. لهذا السبب فإنّه عادةً ما يُزَوّد النحاس تجارياً على هيئة حُبَيبَات بلّورية، والتي تتميّز بأنها ذات متانة أعلى من الشكل البلّوري الأحادي .
الخواص الهندسية > السبائك

طالع أيضًا: قائمة سبائك النحاس
يستطيع النحاس أن يشكّل عدداً كبيراً من السبائك مع العناصر الكيميائية الأخرى، والذي يتجاوز عددها 400 سبيكة. ولسبائك النحاس خواصٌ مميّزةٌ من حيث اللون ومقاومة التآكل وسهولة التشغيل الآلي، لذلك تدخل في العديد من التطبيقات العمليّة. من أقدم تلك السبائك وأشهرها سبيكة النحاس مع الزنك، والتي تعرف باسم النحاس الأصفر (أو الصُّفْر) ؛ وكذلك سبيكة النحاس مع القصدير المعروفة باسم البرونز. مع مرور الزمن توسّع استخدام كلمة «برونز» للإشارة إلى سبيكة النحاس مع عناصر أخرى، مثلما هو الحال مع الزرنيخ أو الفوسفور أو الألومنيوم؛ ويُستخدَم برونز الألومنيوم بشكل واسع في مجال التزيين من أجل إضفاء لونٍ ذهبيّ.
يُدمَجُ النحاس بشكلٍ شائعٍ في سبائك الفضّة والذهب، وخاصّةً في صياغة الحلي والمجوهرات، إذ يساهم في التحكّم بالعيار ودرجة اللون ونقطة انصهار السبيكة المرجوّة. يكثر في اليابان استخدام سبيكة «شاكودو»  لأغراض التزيين، وهي مؤلّفة بشكل سائدٍ من النحاس مع نسبة تتراوح بين 4-10% من الذهب. من جهةٍ أخرى، تُعرَف سبيكة «الذهب النوردي» ، والخالية عمليّاً من الذهب، إذ تتكوّن بأغلبيتها من النحاس (89%)، بالإضافة إلى وجود نسبة قياسية من عناصر أخرى تتضمن 5% ألومنيوم و5% زنك و1% قصدير؛ وهي مستخدمةٌ في سكّ قطعة 50 سنت في منطقة اليورو.
يشكّل النحاس عدداً من السبائك مع النيكل؛ إذ تدعى سبيكة النحاس الحاوية على نسبة (60-90%) مع النيكل باسم النيكل النحاسي ، وهي مستخدمةٌ بشكلٍ واسعٍ في سكّ النقود المعدنية؛ والتي حلّت محلّ النقود المعدنية التي كان يدخل الفضّة بشكلٍ واسعٍ في تركيبها. تتميّز سبيكةٌ مؤلّفةٌ من 90% نحاس و10% نيكل بخواصها الفريدة المقاومة للتآكل، ويوجد لها عددٌ معتبرٌ من التطبيقات، وخاصّةً في المجالات التي تكون فيها الأجسام على تماسٍ مع ماء البحر. من السبائك المعروفة أيضاً للنحاس مع النيكل سبيكة فضّة النيكل ، ويكون التركيب النمطي لها على الشكل: 47-64% نحاس و10-25% نيكل و15-42% زنك، مع إمكانية إدخال شوائبٍ من عناصر أخرى.
الخواص الكيميائية

لا يتفاعل النحاس مع الماء، لكنه يتفاعل ببطءٍ مع أكسجين الهواء في تفاعل أكسدة مشكّلاً طبقةً بنّيّةً إلى سوداء اللون على السطح من أكسيد النحاس، والتي تقوم على العكس مما هو الحال في الصدأ في الحديد، بحماية باقي كتلة الجسم النحاسي من التآكل، وبذلك تقوم تلك الطبقة بدورٍ مخمّل . تتشكّل على الأسطح النحاسيّة المتعرّضة لوقت طويل إلى الهواء طبقةٌ متعتّقة  خضراء من الزنجار ، وهي مادّةٌ تتألّف كيميائياً من كربونات النحاس القاعدية، وتلاحظ عادةً على أسطح المباني القديمة المكسوّة بالنحاس؛ أو التماثيل المصنوعة من النحاس وسبائكه، كما هو الحال في تمثال الحرية . يفقد النحاس لمعانَه عند تعرّضه إلى بعض المركّبات الكبريتية، والذي يتفاعل معها على السطح مشكّلاً عدداً من مركّبات كبريتيد النحاس المختلفة.
لا يُهاجَم النحاس في الشروط العادية من حمض الهيدروكلوريك؛ ولكن بوجود شروطٍ مؤكسدةٍ فإنّ النحاس يصبح عرضةً للهجوم من الأحماض، فهو ينحلّ مثلاً في حمض الكبريتيك الساخن، كما ينحلّ أيضاً في حمض النتريك، والماء الملكي. يستطيع مزيجٌ من بيروكسيد الهيدروجين (الماء الأكسجيني) مع حمض الهيدروكلوريك أو حمض الكبريتيك أن يذيبَ النحاس بشكلٍ سريع. يمكن للأحماض العضوية المركّزة أن تهاجم النحاس أيضاً؛ ولكن بالمقابل فإنّه ثابتٌ تجاه المحاليل القلوية. عند توهّج النحاس لدرجة الاحمرار يتفاعل النحاس مع الأكسجين ويشكّل طبقةً من أكسيد النحاس الأحادي؛ من جهةٍ أخرى، يؤدّي تعرّض النحاس إلى الهيدروجين أثناء المعالَجات الحرارية إلى حدوث تقصّف هيدروجينيّ .
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية

| حالات أكسدة النحاس المختلفة وأمثلةٌ من المركّبات الكيميائية عليها | حالات أكسدة النحاس المختلفة وأمثلةٌ من المركّبات الكيميائية عليها |
| --- | --- |
+1: CuCl، Cu2O، CuH، Cu2C2
+2: CuCl2، CuO، CuSO4
+3: KCuO2، K3CuF6
+4: Cs2CuF6
يمكن أن يوجد النحاس بعدّة حالات أكسدة (وهي 0 و +1 و +2 و +3 و+4) في مركّباته الكيميائية؛ وأكثرُها شيوعاً هما حالَتا الأكسدة +1 و +2؛ أمّا الأكثر استقراراً في المحاليل المائية فهي حالة الأكسدة +2؛ من جهةٍ أخرى، فإنّ حالة الأكسدة +4 نادرةٌ جدّاً، ولا تصادَف إلّا في البعض القليل من المركّبات الكيميائية، مثلما هو الحال في سداسي فلوريد النحاس والسيزيوم Cs2CuF6. قياساً على عناصر أخرى تدعى أحياناً المركّبات الحاوية على النحاس في حالة الأكسدة +1 باسم مركّبات النحاسوز ، أمّا المركّبات الحاوية على النحاس في حالة الأكسدة +2 فتدعى باسم مركّبات النحاسيك . النحاس قادرٌ أيضاً على تشكيل معقّدات تناسقية  وكذلك مركّبات عضوية فلزّية ، والتي توجد لها تطبيقات عملية وحيوية مهمّة.
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية > اللاعضوية

للنحاس أكسيدان معروفان، وهما أكسيد النحاس الأحادي (أكسيد النحاسوز) وأكسيد النحاس الثنائي (أكسيد النحاسيك)، ولهما العديد من التطبيقات المعروفة. يوجد أكسيد النحاس الأحادي Cu2O على هيئة صلبٍ أحمر ذي نظام بلّوري مكعّب؛ بالمقابل، فإنّ أكسيد النحاس الثنائي CuO هو مسحوقٌ أسود يوجد في بعض الأحيان على هيئة مادّة لابلّورية ، وفي أحيان أخرى على هيئة صلبٍ وفق نظام بلّوري أحادي الميل .
أمّا هيدروكسيد النحاس الثنائي Cu(OH)2، فهو صلب ذو لون أخضر مزرقّ، ويُستخدَم في تطبيقاتٍ عديدةٍ مثل الخُضُب وفي صباغة الخشب  وفي تحضير مبيدات الفطريات.
كلوريد النحاس اللامائي
كلوريد النحاس ثنائي الهيدرات
تعدّ هاليدات النحاس الأحادي والثنائي من المركّبات المعروفة، سواءٌ منها للنحاس الأحادي (من الفلوريد CuF، والكلوريد CuCl، والبروميد CuBr ويوديد النحاس الأحادي CuI) أو النحاس الثنائي (من الفلوريد CuF2 والكلوريد CuCl2 والبروميد CuBr2)، ما عدا يوديد النحاس الثنائي، إذ تؤدّي المحاولات لتحضير هذا المركّب إلى الحصول على يوديد النحاس الأحادي CuI وعنصر اليود:
يختلف لون هاليدات النحاس بوجود ماء التبلور في البنية البلّورية؛ فعلى سبيل المثال، يوجد مركّب كلوريد النحاس الثنائي CuCl2 في الحالة النقيّة على هيئة مسحوق بلّوري بنّي، أمّا المركّب ثنائي الهيدرات CuCl2.2H2O فيوجد على هيئة بلّورات ذات لون أخضر مزرقّ. أمّا العيّنات النقية من مركّب كلوريد النحاس الأحادي CuCl فهي على هيئة صلب بلّوري عديم اللون، في حين أنّه في الشروط العادية تكون مشابةً بكلوريد النحاس الثنائي نتيجة أثر الأكسدة، ولذلك تبدو على هيئة مسحوق أخضر اللون.
يعدّ مركّب كبريتات النحاس الثنائي CuSO4 من المركّبات الكيميائية المعروفة، ويوجد في العادة بالشكل المائي خماسي هيدرات CuSO4.5H2O على هيئة بلّورات زرقاء داكنة، وهو يدعى في كتب التاريخ الكيميائية العربية باسم «الزاج الأزرق». يوجد هذا المركّب في الطبيعة في معدَنَي الكلكنتيت  والبوثيت . لكبريتات النحاس عددٌ واسع من التطبيقات العملية.
يوجد عددٌ من المركّبات اللاعضوية الأخرى للنحاس، من ضمنها كبريتيد النحاس الأحادي Cu2S والثنائي CuS؛ وكذلك أملاح النترات Cu(NO3)2 والفوسفات Cu3(PO4)2، بالإضافة إلى أملاح السيانيد CuCN والهيدريد CuH.
تعدّ حالتا الأكسدة +3 و+4 نادرَتين بالنسبة لهذا العنصر الكيميائي. تصادَف حالة الأكسدة الثلاثية للنحاس غالباً في الأكاسيد، ومن أبسط الأمثلة عليها أملاح النحاسات (كوبرات  مثل نحاسات البوتاسيوم KCuO2، وهو مركّب صلبٌ ذو لون أزرق مسودّ. تحوي مركّبات أكسيد النحاس والباريوم والإتريوم  YBa2Cu3O7 على مراكز من النحاس الثنائي والثلاثي، وهي من المواد المتميّزة بأنّها ذات توصيل فائق عند درجات حرارة مرتفعة . كما هو الحال مع الأكاسيد، فإنّ مركّبات الفلوريد قادرةٌ على تثبيت الأيونات في حالات الأكسدة المرتفعة، مثلما هو الحال في النحاس الثلاثي في مركّب سداسي فلورو نحاسات البوتاسيوم  K3CuF6 وفي النحاس الرباعي في مركّب سداسي فلورو نحاسات السيزيوم .
تستطيع بعض البروتينات النحاسية أن تشكّل معقّدات أوكسو ، والتي تحوي على النحاس الثلاثي فيها؛ من جهةٍ أخرى، يعود استقرار معقّدات النحاس الثلاثي بواسطة رباعيات الببتيد  إلى التآثر مع الربيطات الأميدية منزوعة البروتونات .
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية > المعقدات التناسقية

إنّ النحاس قادرٌ مثلَهُ مثلَ باقي الفلزّات الانتقالية على تشكيل معقّدات تناسقية مع رُبَيطات  متنوّعة. في المحاليل المائية يوجد النحاس الثنائي على هيئة أيون سداسي الهيدرات 2+[Cu(H2O)6]، ويبدي هذا المعقّد أسرع معدّل استبدال للربيطات لأيّ معقّد مائي  من بين الفلزّات الانتقالية.
تؤدّي إضافة أنيونات الهيدروكسيد إلى الوسط إلى ترسّب  صلبٍ أزرق من هيدروكسيد النحاس الثنائي
وذلك الأمر يحدث بدايةً عند إضافة هيدروكسيد الأمونيوم، إلّا أنّ إضافةَ كمّيّات فائضةٍ منه إلى الوسط يؤدّي إلى انحلال الراسب مشكّلاً معقّداً أمينياً  من هيدروكسيد رباعي أمين ثنائي ماءات النحاس الثنائي 2(OH) [Cu(NH3)4(H2O)2]، والمعروف باسم «كاشف شفايتزر» . تشكّل العديد من الأنيونات الأكسجينية  الأخرى معقّدات مائية، وتلك تتضمّن أسيتات النحاس الثنائي Cu(CH3COO)2 ونترات النحاس الثنائي Cu(NO3)2 وكربونات النحاس الثنائي CuCO3. أما كبريتات النحاس الثنائي CuSO4 فيوجد على شكل مائي خماسي الهيدرات، ويكثر استخدامه مبيداً للفطريات  ضمن مزيج بوردو .
تستطيع مركّبات البوليول  الحاوية على مجموعات متعدّدة من مجموعات الكحول الوظيفية أن تتآثر مع أملاح النحاس الثنائي، وتستخدَم لذلك الغرض من أجل اختبار السكّريات المُختَزِلة ، إذ يعتمدُ كاشف بندكت  ومحلول فهلنغ  على وجود أيونات النحاس الثنائي الزرقاء التي تتعرّض إلى تحوّل لوني نتيجة حدوث تفاعل اختزال إلى أكسيد النحاس الأحادي الأحمر. يستطيع كاشف شفايتزر والمعقّدات التناسقية المتعلّقة مع ثنائي أمين الإيثيلين  والأمينات الأخرى أن تذيب السليولوز. تستطيع الأحماض الأمينية أن تشكّل معقّدات مُتَمَخْلِبة  شديدة الاستقرار مع النحاس الثنائي.
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية > المركبات العضوية

تُعرّف المركّبات الحاوية على رابطة كيميائية بين النحاس والكربون باسم مركّبات النحاس العضوية؛ وتُصطَنع من مفاعلة مركّبات النحاس الأحادي إمّا مع كاشف غرينيار  أو الألكاينات الطرفية  أو مركّبات الليثيوم العضوية؛ وفقاً للتفاعل الأخير المذكور يمكن الحصول على كاشف جلمان . يمكن لمركّبات النحاس العضوية أن تخضع إلى تفاعل استبدال  مع هاليدات الألكيل لتشكّل نواتج تفاعل ازدواج، وتلك خطوةٌ مهمّةٌ في مجال الاصطناع العضوي. رغم ارتفاع الحساسية للصدمة، ولكن يُستعَان بمركّب أسيتيليد النحاس الأحادي في تفاعلات كيمياء النحاس العضوية، مثل ازدواج كاديوت-خودكيفيتش ؛ وازدواج سونوغاشيرا . تساهم مركّبات النحاس العضوية أيضاً في إنجاز تفاعلات إضافة مترافقة محبّة للنوى  إلى مركّبات كربونيل ألفا وبيتّا غير المُشبَعة  (إينونات )؛ وفي إنجاز تفاعلات إضافة الكربون الفلزّية  للنحاس  إلى الألكاينات. يستطيع النحاس الأحادي أن يشكّل العديدَ من المعقّدات الضعيفة مع الألكينات وأحادي أكسيد الكربون، خاصّةً عند وجود الرُّبَيطات الأمينية.
الخواص الكيميائية > التحليل الكيميائي

يعطي اختبار اللهب التقليدي للكشف عن أيونات النحاس لوناً بين الأزرق إلى الأزرق المخضرّ، وذلك في مجال اللهب المؤكسِد، أمّا في مجال اللهب المختَزِِل فلا يعطي الاختبار نتيجةً واضحةً وذلك لأنّ اللون الناتج الأحمر أو الأحمر البنّي قريب من لون اللهب. وفق التحليل النوعي بالوسائل التحليليّة التقليديّة فإنّ النحاس يندرج ضمن قائمة الكاتيونات التي يمكن فصلها عن الوسط باستخدام كبريتيد الهيدروجين H2S على هيئة كبريتيد النحاس، ويُكشَف عن النحاس بواسطة تشكيل معقّد رباعي أمين النحاس (كاشف شفايتزر). من جهةٍ أخرى، يستطيع محلول فرّوسيانيد البوتاسيوم أن يرسّب أيونات النحاس الثنائي على شكل سداسي سيانوفرّات النحاس الثنائي Cu2[Fe(CN)6]، وهذا التفاعل حسّاسٌ بالقدر الكافي للكشف عن كمّيّات ضئيلةٍ من أيونات النحاس.
بالنسبة للتحليل الكمّي للنحاس فذاك يُنجَز وفق أسلوب التحليل الوزني الكهربائي  باستخدام أقطاب كهربائية من لبلاتين في محلولٍ من أيونات النحاس الثنائي المُحَمَّضة بحمض الكبريتيك. كما يمكن إجراء معايرة يودية  أو معايرة تشكّل المعقّدات  باستخدام الموركسيد  مؤشّراً كيميائيّاً لونيّاً. للكشف عن آثار نزرةٍ من النحاس تُستخدَم تقنيّات التحليل الآلي مثل قياس الاستقطابية  أو المطيافية الذرّية  أو مطيافية كتلة مزوّدة ببلازما مقترنة بالحثّ ؛ أو باستخدام تقنية القياس الفولتي .
الدور الحيوي

للنحاس دورٌ حيويٌّ مهمٌّ لعددٍ معتبرٍ من الكائنات الحيّة؛ وهو يعدّ بالنسبة للإنسان من العناصر المهمّ وجودها في الغذاء، وهو يتركّز في الكبد والعضلات والعظام؛ بحيث أنّ جسم الإنسان يحوي وسطياً على كمّيّة تتراوح بين 1.4 إلى 2.1 ميليغرام لكل كيلوغرام من وزن الجسم.
الدور الحيوي > الكيمياء الحيوية

بدأت الأهميّة الحيوية للنحاس مع ظهور الأكسجين في غلاف الأرض الجوّي؛ فالنحاس أساسيٌّ وضروريٌّ في عمليّات التنفّس الخلويّ لدى جميع حقيقيّات النوى ؛ إذ يوجد في الميتوكندريون (متقدّرات)  في إنزيم سيتوكروم سي أكسيداز ، والذي يمثّل البروتين الأخير في حلقة الفسفرة التأكسدية . يريط الإنزيم المذكور جزيء أكسجين بين ذرّتي نحاس وحديد، وينقل البروتين ثمانية إلكترونات إلى جزيء الأكسجين، فيحدث تفاعل أكسدة واختزال وينتج جزيئان من الماء. تقوم البروتينات النحاسيّة  بدورٍ مهمٍّ في عمليّات انتقال الإلكترون الحيوية، وذلك عبر ضبط وتنسيق عمليّات سلسلة نقل الإلكترون الحيوية؛ وفي عمليّات نقل الأكسجين، وتلك عمليّات تستغلّ تغيّر حالة الأكسدة السهل نسبياً بين النحاس الأحادي والثنائي.
يوجد النحاس أيضاً في العديد من إنزيمات سوبر أكسيد ديسميوتاز ، وهي بروتينات تحفّز تفكّك وتحلّل مركّبات فوق الأكاسيد  بتحويلها وفق تفاعل عدم تناسب  إلى أكسجين وبيروكسيد الهيدروجين؛ كما يوجد في إنزيم مختزلة أكسيد النتروز .
يحمل بروتين هيموسيانين  الأكسجين في بعض الكائنات الحيّة، وتتضمّن أغلب الرخويات وبعض مفصليات الأرجل مثل سرطان حدوة الحصان. نظراً لكون الهيموسيانين ذا لون أزرق، فإنّ لتلك الكائنات الحيّة دماً أزرق اللون، على العكس من أغلب الكائنات الأخرى ذات لون الدمّ الأحمر، التي ينقل فيها بروتين هيموغلوبين المعتمد على الحديد الأكسجين في الدم. ترتبط إنزيمات اللاكاز  والتايروسيناز  بنيوياً بالهيموسيانين؛ ولكنها تقوم عوضاً عن الارتباط العكوس بالأكسجين بإجراء عمليّة إضافة هيدروكسيل (هدرلة ) للركيزة، ويتمثّل ذلك الدور في تشكّل طلاء اللك الطبيعي.
الدور الحيوي > الدور المضاد للميكروبات

يعدّ النحاس ذا تأثير سمّيٍّ بالنسبة لبعض الكائنات الحيّة الدقيقة من الجراثيم والميكروبات، حتّى بتراكيز ضئيلة. ووجدت دراسة أنّ الأسطح المصنوعة من النحاس تقضي على 63% من جراثيم المكوّرة العنقودية الذهبية ؛ ممّا دفع بعض العيادات والمشافي إلى تجربة صناعة مقابض الأبواب من النحاس وسبائكه. بيّنت التجارب أنّ التماس المباشر بين النحاس والميكروبات يؤدّي إلى الإضرار بغلافها الخلوي، ممّا يضعّفها تجاه العوامل المطهّرة الأخرى؛ إذ أنّ أيونات النحاس ذات إلفة كبيرة إلى مجموعات الثيول الطرفية الموجودة في البروتينات الغشائية للميكروبات فترتبط معها وتعطّل عملها، كما تقوم أيونات النحاس أيضاً بأكسدة الليبيدات في الغشاء الخلوي، ممّا يؤدّي إلى إطلاق جذور كيميائية حرّة تساهم في تخريب جزيئات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين لتلك الميكروبات.
التغذية والصحة

طالع أيضًا: النحاس في الصحة
من الضروري أن يحوي غذاء الإنسان على النحاس، حتّى بتراكيز ضئيلة، لذا فهو من المغذّيات الضرورية؛ ويحتاج الإنسان وسطياً إلى ما يقارب 2 ميليغرام من النحاس لكل كيلوغرام من وزن الجسم. يُعثَر على النحاس في أصنافٍ مختلفة من الغذاء مثل الحبوب واللحوم والخضراوات الجذرية، والبقول والمكسّرات.
التغذية والصحة > الامتصاص

يُمتصّ النحاس في جسم الإنسان في الأمعاء، ثم يُنقَل إلى الكبد مرتبطاً مع الألبومين . ومن الكبد يتوزّع النحاس إلى الأنسجة الأخرى في مرحلةٍ لاحقةٍ، والتي يقوم فيها بروتين السيرولوبلازمين  بحمل ذرّات النحاس في بلازما الدم. يخضع النحاس في الجسم عادةً إلى دورة معوية كبدية ، ويكون الجسم قادراً على طرح الفائض منه، وأحياناً عبر العصارة الصفراوية.