Kupfer gehört zusammen mit Silber und Gold zur Gruppe 11 des Periodensystems. Zu den gemeinsamen Eigenschaften dieser Metalle gehören eine hohe Duktilität und eine gute elektrische Leitfähigkeit. Die Atome dieser Elemente haben nur ein Elektron in der äußersten Schicht, der S-Unterschicht, und eine vollständige Elektronenmenge in der D-Unterschicht, der nächstäußeren Schicht. Wechselwirkungen zwischen Atomen werden durch metallische Bindungen dominiert, die von Elektronen in der s-Unterschicht gebildet werden, während die vollständige d-Unterschicht nur geringe Auswirkungen hat. Im Gegensatz zu den Metallatomen in der unterfüllten d-Unterschicht ist die kovalente Komponente der metallischen Bindung in Kupfer klein und schwach, was zu einer geringen Härte und hohen Duktilität von einkristallinem Kupfer führt. Makroskopisch behindern ausgedehnte Defekte im Gitter (z. B. Korngrenzen) das Fließen des Materials unter Druck, was die Härte erhöht. Daher ist Kupfer häufig feinkörnig polykristallin (englisch: polycrystal) und damit härter als einkristallines Kupfer.
Kupfer ist nicht nur weich, sondern auch die elektrische Leitfähigkeit (59,6 × 10 6 S/m) und die Wärmeleitfähigkeit (401 W/(mK)) sind bei Raumtemperatur in den Metallmonomeren nach Silber gut Temperatur ist das Kupfer härter als einkristallines Kupfer. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass der Widerstand gegen Elektronenbewegung in Metallen bei Raumtemperatur hauptsächlich auf der Streuung von Elektronen aufgrund thermischer Schwingungen des Gitters beruht, während die Streuung in weicheren Metallen schwächer ist. [5] Die maximal zulässige Stromdichte für Kupfer im Freien beträgt 3,1 × 10 6 A/m 2 (Querschnitt), und höhere Ströme führen zu einer Überhitzung. [8] Galvanische Korrosion tritt auf, wenn Kupfer wie andere Metalle neben anderen Metallen liegt. Kupfer ist eines der vier Metalle, deren natürliche Farbe nicht mit der der anderen Metalle übereinstimmt.
Kupfer ist eines von vier metallischen Elementen, deren natürliche Farbe weder Grau noch Silber ist; die anderen drei sind Cäsium, Gold (Gelb) und Osmium (Blau). Reines Kupfer ist ein einzelnes Element. Reine Kupfermonomere haben eine orangerote Farbe, verlieren ihren Glanz und werden rot, wenn sie der Luft ausgesetzt werden. Diese besondere Farbe von Kupfer ist auf den Elektronensprung zwischen der vollständigen 3D-Unterschicht und der halbvollen 4s-Unterschicht zurückzuführen – der Energieunterschied zwischen diesen beiden Unterschichten entspricht orangefarbenem Licht. Das gleiche Prinzip ist für die gelbe Farbe von Cäsium und Gold verantwortlich.
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