La scoperta degli elementi

elemento scoperto · Antichità 4 min

3° elemento scoperto

Rame Cu

Numero atomico 29 9000 a.C. · Çayönü Tepesi, Anatolia sud-orientale 4 minuti di lettura

Nessuno ha scoperto il rame; l'umanità ci è arrivata per tentativi, in continenti diversi, senza lasciare un nome da ricordare.

Il rame è il primo metallo che l'uomo ha imparato a riconoscere e a lavorare, tanto presto che nessuna scoperta va attribuita a nessuno: non c'era ancora la chimica per definirlo elemento, solo un metallo rossastro più malleabile della pietra.

Storia della scoperta

Prima che qualcuno imparasse a estrarlo dal minerale, il rame si trovava già pronto in natura, allo stato nativo: pepite e filoni di metallo puro affiorano in superficie in alcune regioni del Vicino Oriente, dell'Anatolia e più tardi delle Americhe. Un oggetto trovato nella grotta di Shanidar, nel Kurdistan iracheno, un piccolo pendaglio ricavato da un frammento di rame non lavorato, risale a circa 12.000 anni fa: è la prova più antica che l'uomo abbia raccolto e trattato questo metallo, prima ancora di saperlo estrarre o fondere.

Il passo successivo non richiede fuoco, solo pazienza: martellare a freddo il metallo nativo, e talvolta ricuocerlo per renderlo di nuovo malleabile dopo l'incrudimento, per dargli forma di punteruolo o di piccolo oggetto da taglio. È la tecnica documentata al sito neolitico di Çayönü Tepesi, nell'Anatolia sud-orientale, alla fine del IX millennio a.C.: gli archeologi la chiamano "premetallurgia", perché precede di millenni la vera fusione del minerale e lavora soltanto il rame che si trova già puro in natura.

Il rame diventa davvero un metallo "prodotto", e non solo raccolto, soltanto quando l'uomo impara a estrarlo dal minerale con il calore: un salto tecnico enorme rispetto al semplice martellamento, perché richiede di riconoscere un minerale, non un metallo già bello e pronto, e di controllare un fuoco abbastanza caldo da farlo fondere. Le prime tracce sicure di questa vera metallurgia si datano al V millennio a.C., in siti della Serbia e dell'Iran, con la diffusione della tecnica nel Vicino Oriente testimoniata anche a Tell Magzaliya, in Mesopotamia, e a Çatal Hüyük, in Anatolia. Da lì la metallurgia del rame si diffonde e innesca quella che gli archeologi chiamano età del rame, il periodo di passaggio fra la pietra e il bronzo.

La svolta successiva arriva quando qualcuno, forse per caso, mescola il rame fuso con lo stagno: nasce il bronzo, più duro e più adatto alle armi e agli attrezzi da taglio del rame puro. È una scoperta così importante da dare il nome a un'intera epoca, l'età del bronzo, che segna in gran parte del mondo antico il passaggio definitivo oltre la sola lavorazione della pietra.

In Italia le prime tracce dell'uso del rame arrivano più tardi rispetto al Vicino Oriente, a partire da circa 6.000 anni fa, quando la metallurgia si diffonde verso ovest lungo le rotte commerciali del Mediterraneo e dei valichi alpini, portando con sé sia il metallo sia le tecniche per lavorarlo.

Caratteristiche

Il rame è un metallo tenero, malleabile e duttile, capace di essere battuto in fogli sottili o tirato in filo senza spezzarsi: proprio questa lavorabilità, unita a un punto di fusione relativamente basso per un metallo, ne fece il primo scelto dall'uomo. Appena esposta, la sua superficie ha una tipica tonalità rosata-arancione, che si opacizza in un bruno più scuro a contatto con l'aria e vira al verde acqua quando si forma la patina di ossidazione nel tempo.

Fra i metalli comuni, il rame è uno dei migliori conduttori sia di elettricità sia di calore, secondo solo all'argento. È questa proprietà, più che l'estetica, a renderlo insostituibile in tutta l'elettrotecnica moderna: fili, avvolgimenti di motori, circuiti stampati.

Chimicamente il rame appartiene al gruppo dei metalli di transizione e mostra soprattutto due stati di ossidazione, +1 e +2, che danno luogo a composti di colori diversi: i sali rameici, i più comuni, tendono all'azzurro e al verde, come nel solfato di rame o nella patina che ricopre le statue e i tetti esposti alle intemperie per decenni.

Usi e presenza in natura

Da millenni il rame si usa in lega più che puro: con lo stagno dà il bronzo, con lo zinco l'ottone, entrambi più duri e resistenti del metallo originario e da sempre impiegati in utensili, monete, strumenti musicali e componenti meccaniche.

Oggi la maggior parte del rame estratto nel mondo finisce in cavi elettrici, impianti idraulici e componenti elettronici, dove la sua conducibilità è insostituibile; una quota rilevante serve anche all'edilizia, per tetti e grondaie che nel tempo si ricoprono della caratteristica patina verde.

Il rame si trova in natura sia come metallo nativo sia, più spesso, combinato in minerali come la calcopirite e la malachite; i più grandi giacimenti sfruttati oggi si trovano in Cile, Perù e Stati Uniti, dove enormi miniere a cielo aperto ne estraggono milioni di tonnellate ogni anno.

Curiosità

Il rame è anche un oligoelemento essenziale per il corpo umano: entra in enzimi legati al metabolismo dell'ossigeno, ed è per questo che il sangue di alcuni molluschi e crostacei, che usano una proteina a base di rame al posto dell'emoglobina, è azzurro invece che rosso.

Per tradizione: Il nome latino "cuprum", da cui deriva il simbolo Cu, viene da "aes cyprium", cioè "metallo di Cipro": l'isola fu per secoli una delle principali fonti di rame del mondo antico, tanto che il metallo stesso prese il nome dal luogo.

Dati fisico-chimici svela
Numero atomico
29
Massa atomica
63,5463 u
Categoria
Metallo di transizione
Gruppo
11
Periodo
4
Blocco
d
Configurazione elettronica
[Ar] 3d¹⁰ 4s¹
Punto di fusione
1084,6 °C
Punto di ebollizione
2561,9 °C
Densità
8,96 g/cm³
Stati di ossidazione
+1, +2, +3, +4
Posizione nella tavola periodica svela

Sopra e sotto: stesso gruppo. A sinistra e a destra: stesso periodo.

Struttura atomica svela
Schema dei gusci elettronici del rame
Gusci elettronici: 2, 8, 18, 1
Composti principali svela
  • Solfato di rame CuSO4

    fungicidi agricoli · elettrodeposizione · reagente da laboratorio

  • Ossido di rame Cu2O

    pigmenti · celle solari sperimentali · antivegetativi navali

Fonti