ทองแดงเงินและทองคำอยู่ในหมู่ที่ 11ของตารางธาตุ โลหะทั้งสามชนิดนี้มีอิเล็กตรอนในวงโคจร s หนึ่งตัวอยู่บนเปลือกอิเล็กตรอน d ที่เต็มแล้ว และมีลักษณะเด่นคือมีความยืดหยุ่น สูง รวมถึงการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี เปลือก d ที่เต็มแล้วในธาตุเหล่านี้มีส่วนน้อยต่อปฏิกิริยาระหว่างอะตอม ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากอิเล็กตรอน s ผ่านพันธะโลหะต่างจากโลหะที่มีเปลือก d ไม่สมบูรณ์ พันธะโลหะในทองแดงนั้นขาด ลักษณะ โควาเลนต์และค่อนข้างอ่อน การสังเกตนี้อธิบายถึงความแข็ง ต่ำ และความยืดหยุ่นสูงของผลึกเดี่ยวของทองแดง^{[ 15 ]}ในระดับมหภาค การนำข้อบกพร่องที่ขยายออกไปในโครงผลึกเช่น ขอบเกรน จะขัดขวางการไหลของวัสดุภายใต้แรงกด ทำให้ความแข็งเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้ ทองแดงจึงมักถูกจัดหาใน รูปแบบ ผลึกหลาย เกรนละเอียด ซึ่งมีความแข็งแรงมากกว่ารูปแบบผลึกเดี่ยว^{[ 16 ]}

ความอ่อนนุ่มของทองแดงเป็นส่วนหนึ่งที่อธิบายถึงการนำไฟฟ้าสูงของมัน (59.6 × 10 ⁶ S /m  ) และค่าการนำความร้อนสูง เป็นอันดับสอง (รองจากเงินเท่านั้น) ในบรรดาโลหะบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิห้อง^{[ 17 ]}ทั้งนี้เนื่องจากความต้านทานต่อการขนส่งอิเล็กตรอนในโลหะที่อุณหภูมิห้องมีต้นกำเนิดหลักมาจากการกระเจิงของอิเล็กตรอนบนการสั่นสะเทือนทางความร้อนของแลตทิซ ซึ่งค่อนข้างอ่อนในโลหะอ่อน^{[ 15 ]}

ทองแดงเป็นหนึ่งในธาตุโลหะไม่กี่ชนิดที่มีสีธรรมชาติอื่นนอกจากสีเทาหรือสีเงิน^{[ 18 ]}ทองแดงบริสุทธิ์มีสีส้มแดงและจะเกิดคราบ สีแดง เมื่อสัมผัสกับอากาศ นี่เป็นเพราะความถี่พลาสมา ต่ำ ของโลหะ ซึ่งอยู่ในช่วงสีแดงของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ทำให้ดูดซับสีเขียวและสีน้ำเงินที่มีความถี่สูงกว่า^{[ 19 ]}

เช่นเดียวกับโลหะอื่นๆ หากทองแดงสัมผัสกับโลหะอื่นในที่ที่มีอิเล็กโทรไลต์จะเกิดการกัดกร่อนแบบกัลวานิก^{[ 20 ]}

ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ แต่จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศอย่างช้าๆ จนเกิดเป็นชั้นออกไซด์ทองแดง สีน้ำตาลดำ ซึ่งแตกต่างจากสนิมที่เกิดขึ้นบนเหล็กในอากาศชื้น โดยจะช่วยปกป้องโลหะด้านล่างจากการกัดกร่อนเพิ่มเติม (การเกิดชั้นป้องกัน ) มักจะพบชั้นเวอร์ดิกรีส สีเขียว (คาร์บอเนตทองแดง) บนโครงสร้างทองแดงเก่า เช่น หลังคาของอาคารเก่าหลายแห่ง^{[ 21 ]}และอนุสาวรีย์เทพีเสรีภาพ [ ^{22 ] ทองแดง}จะหมองเมื่อสัมผัสกับ สารประกอบ กำมะถัน บางชนิด ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับสารประกอบเหล่านี้เพื่อสร้าง ซั ลไฟด์ทองแดง ต่างๆ ^{[ 23 ]}

• 
  ลวดทองแดงที่ไม่ผ่านการออกซิเดชัน (ซ้าย) และลวดทองแดงที่ผ่านการออกซิเดชัน (ขวา)
• 
  หอคอยตะวันออกของหอดูดาวหลวงแห่งเอดินบะระ ; ส่วนที่เป็นทองแดงดั้งเดิมติดตั้งในปี 1894 และส่วนที่เป็นทองแดงที่ได้รับการบูรณะใหม่ในปี 1994

ทองแดงมีไอโซโทป ทั้งหมด 29 ชนิด ⁶³ทองแดงและ⁶⁵Cuมีเสถียรภาพ โดยมี⁶³Cuประกอบด้วยทองแดงที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติประมาณ 69% ทั้งสองมี^{สปิน 3/2 [ 24 ]}ไอโซโทปอื่นๆ^เป็นกัมมันตรังสี^โดยไอโซโทปที่เสถียรที่สุดคือ⁶⁷Cuที่มีครึ่งชีวิต 61.83  ชั่วโมง^{[ 24 ]}ไอโซเมอร์ที่ไม่เสถียร 10 ชนิดได้รับการระบุลักษณะ; ^68mCu เป็น ^{ไอโซโทป}ที่มีอายุยืนยาวที่สุด โดยมีครึ่งชีวิต 3.8 นาที ไอโซโทปที่มีเลขมวลมากกว่า 64 จะสลายตัวด้วยβ ⁻ในขณะที่ไอโซโทปที่มีเลขมวลน้อยกว่า 64 จะสลายตัวด้วยβ ⁺ 64Cuซึ่งมีครึ่งชีวิต 12.7 ชั่วโมง สลายตัวได้ทั้งสองทาง ^{[ 25 ] [ 26 ]}

⁶²ทองแดงและ⁶⁴ทองแดงมีการใช้งานที่สำคัญ⁶²ทองแดงถูกใช้ใน⁶²Cu -PTSM เป็นตัวติดตามรังสีสำหรับการถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบโพซิตรอน^{[ 27 ]}

ทองแดงถูกผลิตขึ้นในดาวฤกษ์ขนาดใหญ่^{[ 28 ]}และมีอยู่ในเปลือกโลกในสัดส่วนประมาณ 50 ส่วนต่อล้านส่วน (ppm) ^{[ 29 ]}ในธรรมชาติ ทองแดงพบได้ในแร่ธาตุหลากหลายชนิด รวมถึงทองแดงบริสุทธิ์ ซัลไฟด์ของทองแดง เช่นแชลโคไพไรต์บอร์ไนต์ ไดจีไนต์ โคเวลไลต์และแชลโคไซต์ซัลโฟซอลต์ของทองแดงเช่นเตตระเฮไดต์-เทนแนนไทต์และเอนาร์ไจต์คาร์บอเนตของทองแดง เช่นอะซูไรต์และมาลาไคต์และในรูปของออกไซด์ของทองแดง(I) หรือทองแดง(II) เช่นคิวไพรต์และเทนอไรต์ตามลำดับ^{[ 17 ]}มวลของทองแดงธาตุที่ใหญ่ที่สุดที่เคยค้นพบมีน้ำหนัก 420 ตัน และถูกค้นพบในปี 1857 บนคาบสมุทรคีวีนอว์ในรัฐมิชิแกน สหรัฐอเมริกา^{[ 29 ]}ทองแดงธรรมชาติเป็นผลึกหลายผลึกโดยผลึกเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีการอธิบายไว้มีขนาด4.4 × 3.2 × 3.2 ซม . ^{[ 30 ] ทองแดงเป็น ธาตุ}ที่มีมากเป็นอันดับที่ 26 ในเปลือกโลกคิดเป็น 50 ppm เมื่อเทียบกับ สังกะสี 75 ppm และตะกั่ว 14 ppm ^{[ 31} ]   

ความเข้มข้นของทองแดงในสิ่งแวดล้อมโดยทั่วไปจะไม่เกิน1  นาโนกรัม/ลูกบาศก์^เมตรในชั้นบรรยากาศ;150  มก./กก.ในดิน;30  มก./กก.ในพืช; 2  ไมโครกรัม/ลิตร ในน้ำจืด และ0.5  μg/Lในน้ำทะเล^{[ 32 ]}

ทองแดงถูกนำมาใช้อย่างน้อย 10,000 ปี แต่ทองแดงที่ถูกขุดและ ถลุงทั้งหมดกว่า 95% ถูกสกัดออกมาตั้งแต่ปี 1900 ^{[ 38 ]}เช่นเดียวกับทรัพยากรธรรมชาติอื่นๆ ปริมาณทองแดงทั้งหมดบนโลกมีมากมายมหาศาล โดยมีประมาณ 10 ¹⁴ตันในเปลือกโลกชั้นบนสุด 1 กิโลเมตร ซึ่ง เทียบเท่ากับปริมาณทองแดง  ที่ใช้ได้ประมาณ 5 ล้านปีในอัตราการสกัดในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม มีเพียงเศษเสี้ยวเล็กๆ ของปริมาณสำรองเหล่านี้เท่านั้นที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจด้วยราคาและเทคโนโลยีในปัจจุบัน การประมาณการปริมาณสำรองทองแดงที่พร้อมสำหรับการทำเหมืองนั้นแตกต่างกันไปตั้งแต่ 25 ถึง 60 ปี ขึ้นอยู่กับสมมติฐานหลัก เช่น อัตราการเติบโต^{[ 39 ]}การรีไซเคิลเป็นแหล่งทองแดงที่สำคัญในโลกยุคใหม่^{[ 38 ]}

ราคาทองแดงมีความผันผวน^{[ 40 ]}หลังจากแตะจุดสูงสุดในปี 2022 ราคาก็ลดลงอย่างไม่คาดคิด^{[ 41 ]}และภายในเดือนพฤษภาคม 2024 ราคาในตลาดโลหะลอนดอนก็แตะระดับสูงสุดตลอดกาลที่สูงกว่า 11,000 ดอลลาร์ต่อตัน^{[ 42 ]}

ตลาดทองแดงโลกเป็นหนึ่งในตลาดสินค้าโภคภัณฑ์ที่มีการซื้อขายอย่างแพร่หลายและมีการเงินเข้ามาเกี่ยวข้อง มากที่สุด และเป็นเช่นนั้นมานานหลายทศวรรษแล้ว^{[ 43 ] : 213}ผู้ส่งออกทองแดงดิบรายใหญ่ที่สุดคือแซมเบีย (6.95 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ) และชิลี (2.16 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ) ตามมาด้วยสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก (1.41 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ) ผู้นำเข้าทองแดงดิบรายใหญ่ที่สุดคือจีน (6.13 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ) สวิตเซอร์แลนด์ (3.15 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ) และอินเดีย (2.05 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ) ^{[ 44 ]}

ในปี 2024 คาดการณ์ว่าการผลิตทองแดงทั่วโลกจะอยู่ที่ประมาณ 22.8–22.9 ล้านเมตริกตัน^{[ 45 ] [ 46 ]}ความต้องการทองแดงเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานไปสู่ไฟฟ้าอย่าง ต่อเนื่อง ^{[ 47 ]}จีนมีสัดส่วนความต้องการมากกว่าครึ่งหนึ่ง^{[ 48 ]}

แร่ทองแดงส่วนใหญ่เป็นซัลไฟด์แร่ทั่วไปได้แก่ ซัล ไฟด์ ชาลโคไพไรต์ (CuFeS ) บอร์ไนต์ (Cu FeS ) และในระดับที่น้อยกว่าคือโคเวลไลต์ (CuS) และชาลโคไซต์ (Cu S) ^{[ 49 ]}แร่เหล่านี้พบได้ในระดับ <1% Cu จำเป็นต้องมีการเพิ่มความเข้มข้นของแร่ ซึ่งเริ่มต้นด้วยการบดละเอียดตามด้วยการลอยตัวด้วยฟองแร่เข้มข้นที่เหลือจะถูกถลุง ซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยสมการแบบง่ายสองสมการ: ^{[ 50 ]}

• คิวปรัสซัลไฟด์ถูกออกซิไดซ์เป็นคิวปรัสออกไซด์:

2 ลูกบาศ์ก S + 3 O → 2 ลูกบาศ์ก O + 2 SO

• เมื่อได้รับความร้อน คิวปรัสออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับคิวปรัสซัลไฟด์และเปลี่ยนเป็นทองแดงฟองอากาศ :

2 ลูกบาศ์ก O + ลูกบาศ์ก S → 6 ลูกบาศ์ก + 2 SO

กระบวนการนี้ให้ทองแดงดิบประมาณ 98% โดยน้ำหนัก ซึ่งจะถูกทำให้บริสุทธิ์โดยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส ทำให้ได้ทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูงถึง 99.99% ในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส อาจมี เงินและทองคำจำนวนเล็กน้อยตกตะกอนลงในตะกอนซึ่งสามารถนำไปแปรรูปใหม่เพื่อกู้คืนโลหะมีค่าได้^{[ 51 ] : 798}

นอกเหนือจากซัลไฟด์แล้ว แร่ในกลุ่มออกไซด์ยังมีอีกกลุ่มหนึ่ง ทองแดงประมาณ 15% ของปริมาณทองแดงทั่วโลกได้มาจากออกไซด์เหล่านี้ กระบวนการเพิ่มคุณค่าของออกไซด์เกี่ยวข้องกับการสกัดด้วยสารละลายกรดซัลฟิวริก ตามด้วยการแยกด้วยไฟฟ้า ควบคู่ไปกับวิธีการข้างต้นสำหรับแร่ซัลไฟด์และออกไซด์ "เข้มข้น" ทองแดงจะถูกกู้คืนจากกากแร่และกองแร่ วิธีการต่างๆ ที่ใช้ ได้แก่ การชะล้างด้วยกรดซัลฟิวริก แอมโมเนีย เฟอร์ริกคลอไรด์ นอกจากนี้ยังมีการใช้วิธีทางชีวภาพด้วย^{[ 50 ] [ 52 ]}

แหล่งที่มาที่เป็นไปได้ของทองแดงคือก้อนโลหะหลายชนิด ซึ่งมีความเข้มข้นโดยประมาณ 1.3% ^{[ 53 ] [ 54 ]}

ผังงานแสดงกระบวนการกลั่นทองแดง (โรงงานหล่อแท่งทองแดงของบริษัท Uralelektromed)

1. ทองแดงพอง
2. การถลุงโลหะ
3. เตาเผาสะท้อนเสียง
4. การกำจัดตะกรัน
5. การหล่อ แท่งทองแดง
6. ล้อหล่อ
7. เครื่องถอดแท่งโลหะ
8. การเคลื่อนย้ายแท่งโลหะ
9. รถราง
10. การขนส่งไปยังโรงเก็บถัง

จากรายงาน Metal Stocks in SocietyของInternational Resource Panelพบว่าปริมาณทองแดงที่ใช้ในสังคมต่อหัวประชากรทั่วโลกอยู่ที่ 35–55 กิโลกรัม โดยส่วนใหญ่จะอยู่ในประเทศที่พัฒนาแล้ว (140–300 กิโลกรัมต่อหัวประชากร) มากกว่าประเทศที่กำลังพัฒนา (30–40 กิโลกรัมต่อหัวประชากร) ในปี 2544 รถยนต์ทั่วไปมีทองแดงอยู่ 20–30 กิโลกรัม^{[ 50 ]}ในปี 2557 ปริมาณทองแดงและโลหะผสมทองแดงใน รถยนต์ เครื่องยนต์สันดาปภายในลดลงเหลือ 16.8 กิโลกรัม แต่เพิ่มขึ้นอีกครั้งเป็น 24.5 กิโลกรัมในปี 2566 ^{[ 55 ]}ในขณะเดียวกันรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ มีทองแดงและโลหะผสมทองแดงอยู่ประมาณ 91 กิโลกรัม^{[ 56 ]}       

เช่นเดียวกับอะลูมิเนียมทองแดงสามารถนำไปรีไซเคิลได้โดยไม่สูญเสียคุณภาพ ทั้งจากสภาพดิบและจากผลิตภัณฑ์ที่ผลิตแล้ว^{[ 57 ]}ประมาณ 80% ของทองแดงทั้งหมดที่เคยขุดได้ยังคงถูกนำไปใช้ในปัจจุบัน^{[ 58 ]}ในแง่ปริมาณ ทองแดงเป็นโลหะที่ถูกนำไปรีไซเคิลมากเป็นอันดับสามรองจากเหล็กและอะลูมิเนียม^{[ 59 ]}ณ ปี 2023ทองแดงรีไซเคิลคิดเป็นประมาณหนึ่งในสามของความต้องการทั่วโลก^{[ 60 ]}

กระบวนการรีไซเคิลทองแดงนั้นโดยคร่าวๆ จะเหมือนกับกระบวนการสกัดทองแดง แต่ใช้ขั้นตอนน้อยกว่า เศษทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูงจะถูกหลอมในเตาหลอมจากนั้นจึงนำไปลดและหล่อเป็นแท่งและก้อน[ ^{61 ] เศษ}ทองแดงที่มีความบริสุทธิ์ต่ำกว่าจะถูกหลอมเพื่อสร้างทองแดงดำ (มีความบริสุทธิ์ 70–90% ซึ่งมีสิ่งเจือปน เช่น เหล็ก สังกะสี ดีบุก และนิกเกล) จากนั้นจึงทำการออกซิเดชันสิ่งเจือปนในเครื่องแปลงสภาพเพื่อสร้างทองแดงใส (มีความบริสุทธิ์ 96–98%) ซึ่งจะถูกกลั่นให้บริสุทธิ์เหมือนเดิม^{[ 62 ] : 202}

การทำเหมืองทองแดงต้องใช้พลังงานสูง^{[ 63 ] [ 64 ]}การสกัดก่อให้เกิดของเสียจำนวนมาก รวมถึงฝุ่นที่เป็นพิษและโลหะหนักปนเปื้อนใกล้บริเวณที่ทำการกลั่น^{[ 65 ]}เนื่องจากแร่ทองแดงส่วนใหญ่เป็นซัลไฟด์ จึงจำเป็นต้องมีการถลุง การถลุงก่อให้เกิดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของกรดซัลฟิวริก ในบรรยากาศ เว้นแต่จะมีการดักจับ^{[ 50 ]}ประมาณ 15% ของทองแดงมาจากแหล่งแร่เกรดต่ำ (เจือจาง) การแปรรูปทำได้โดยกระบวนการไฮโดรเมทัลลurgyซึ่งต้องใช้สารสกัดที่เป็นกรด ซึ่งยังคงอยู่ในของเสียหลังจากการตกตะกอนด้วยไฟฟ้าของทองแดง^{[ 50 ]}

เช่นเดียวกับธาตุอื่นๆ สารประกอบที่ง่ายที่สุดของทองแดงคือสารประกอบไบนารี กล่าวคือสารประกอบที่มีธาตุเพียงสองชนิด ตัวอย่างหลักคือออกไซด์ ซัลไฟด์ และเฮไลด์ทั้งคิวปรัสออกไซด์และคิวปริกออกไซด์ เป็นที่รู้จักกันดี ซั ลไฟด์ของทองแดงจำนวนมากเป็นที่รู้จักกันดี^{[ 77 ]}ซึ่งส่วนใหญ่น่าสนใจในฐานะแร่ ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดในเชิงสัดส่วนคือทองแดง(I) ซัลไฟด์ ( Cu2S ) และทองแดงโมโนซัลไฟ ( CuS ) ^{[ 78 ]}

คิวปรัสคลอไรด์โบรไมด์และไอโอไดด์เป็นที่รู้จักกันดี แต่คอปเปอร์(I) ฟลูออไรด์ยังคงหายาก คิวปริกฟลูออไรด์คลอไรด์และโบรไมด์ก็มีลักษณะเฉพาะที่ดีเช่นกัน ความพยายามในการเตรียมคอปเปอร์(II) ไอโอไดด์ให้ผลลัพธ์เพียงคอปเปอร์(I) ไอโอไดด์และไอโอดีน^{[ 75 ]}

2 ลูกบาศ์ก²⁺ + 4 ผม⁻ → 2 ลูกบาศ์ก + ผม

ทองแดงสร้างสารเชิงซ้อนกับลิแกนด์ในสารละลายในน้ำทองแดง(II) มีอยู่ในรูป[Cu(H O) ] ²⁺สารประกอบเชิงซ้อนนี้แสดงอัตราการแลกเปลี่ยนน้ำที่เร็วที่สุด (ความเร็วในการเกาะติดและแยกตัวของลิแกนด์น้ำ) สำหรับสารประกอบเชิงซ้อนอะควาของโลหะทรานซิชัน ใดๆ การเติม โซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำทำให้เกิดการตกตะกอนของคอปเปอร์(II) ไฮดรอกไซด์ที่ เป็นของแข็งสีฟ้าอ่อน ^{[ 79 ]}สมการที่ง่ายขึ้นคือ:

Cu ²⁺ + 2 OH ⁻ → Cu(OH)

แอมโมเนียในน้ำทำให้เกิดตะกอนชนิดเดียวกัน เมื่อเติมแอมโมเนียในปริมาณมากเกินไป ตะกอนจะละลายและเกิดเป็นเตตระแอมมีนคอปเปอร์(II )

Cu(H O) (OH) + 4 NH→[Cu(H O) (NH ) ] ²⁺+ 2 H O + 2 OH ⁻

ออก ซิแอนไอออนอื่นๆ อีกมากมายก่อตัวเป็นสารเชิงซ้อน ซึ่งรวมถึงคอปเปอร์(II) อะซิเตตคอปเปอร์(II) ไนเตรตและคอปเปอร์(II) คาร์บอเนตคอปเปอร์(II) ซัลเฟตก่อตัวเป็นผลึกสีน้ำเงินเพนตาไฮเดรตซึ่งเป็นสารประกอบทองแดงที่คุ้นเคยมากที่สุดในห้องปฏิบัติการ มันถูกใช้ในสารฆ่าเชื้อราที่เรียกว่าส่วนผสมบอร์โดซ์^{[ 80 ]}

โพลีออล ซึ่งเป็นสารประกอบที่มี หมู่ฟังก์ชันแอลกอฮอล์มากกว่าหนึ่ง หมู่ มักจะทำปฏิกิริยากับเกลือคิวปริก ตัวอย่างเช่น เกลือทองแดงถูกใช้เพื่อทดสอบน้ำตาลรี ดิวซิง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การใช้รีเอเจนต์ของเบเนดิกต์และสารละลายของเฟห์ลิงจะบ่งชี้การมีอยู่ของน้ำตาลโดยการเปลี่ยนสีจากสีน้ำเงิน Cu(II) เป็นสีแดงอมส้มของทองแดง(I) ออกไซด์^{[ 81 ]}รีเอเจนต์ของชไวเซอร์และสารเชิงซ้อนที่เกี่ยวข้องกับเอทิลีนไดอะมีนและเอมีน อื่นๆ สามารถละลายเซลลูโลสได้^{[ 82 ]}กรดอะมิโนสร้างสารเชิงซ้อนคีเลต ที่เสถียรมาก กับทองแดง(II) ^{[ 83 ]}

สารประกอบที่มีพันธะคาร์บอน-ทองแดงเรียกว่าสารประกอบออร์กาโนคอปเปอร์ สารประกอบเหล่านี้มีปฏิกิริยาไวต่อออกซิเจนมากเพื่อสร้างคอปเปอร์(I)ออกไซด์และมีประโยชน์มากมายในทางเคมีสารประกอบเหล่านี้ถูกสังเคราะห์โดยการบำบัดสารประกอบคอปเปอร์(I) ด้วยรีเอเจนต์ Grignard , อัลไคน์ปลายหรือรีเอเจนต์ออร์กาโนลิเทียม^{[ 84} ] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปฏิกิริยาสุดท้ายที่อธิบายไว้จะสร้าง รีเอ ^เจนต์ Gilman รีเอเจนต์เหล่านี้สามารถเกิดการแทนที่กับอัลคิลเฮไลด์เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์การเชื่อมต่อดังนั้นจึงมีความสำคัญในสาขาการสังเคราะห์สารอินทรีย์คอปเปอร์(I)อะเซทิลไลด์มีความไวต่อแรงกระแทกสูง แต่เป็นตัวกลางในปฏิกิริยาต่างๆ เช่นการเชื่อมต่อ Cadiot–Chodkiewicz ^{[ 85 ]}และการเชื่อมต่อ Sonogashira ^{[ 86 ]}การเติมคอน จูเก ตไปยังอีโนน^{[ 87 ]}และคาร์โบคิวเพรชันของอัลไคน์^{[ 88 ]}ก็สามารถทำได้ด้วยสารประกอบออร์กาโนคอปเปอร์เช่นกัน ทองแดง(I) สร้างสารเชิงซ้อนที่อ่อนแอหลายชนิดกับแอลคีนและคาร์บอนมอนอกไซด์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีลิแกนด์อะมีน^{[ 89 ]}

ทองแดง(III) มักพบในออกไซด์ ตัวอย่างง่ายๆ คือ โพแทสเซียม คิว รต KCuO2 ซึ่งเป็นของแข็งสีน้ำเงินดำ^{[ 90 ]}สารประกอบทองแดง(III) ที่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางที่สุดคือตัวนำยิ่งยวดคิวเพรต อิตเทรียมแบเรียมคอปเปอร์ออกไซด์ ( ) ศูนย์กลาง Cu(II) และ Cu(III) เช่นเดียวกับออกไซด์ ฟลูออ ด์ เป็นแอ นไอออน ที่มีความเป็น เบสสูง^{[ 91 ]} และ เป็น ที่ทราบกันดีว่าสามารถทำให้ โลหะในสถานะออกซิเดชันสูงมีความเสถียร ฟลูออไรด์ของทั้งทองแดง(III) และแม้แต่ทองแดง(IV) ก็เป็นที่รู้จักดี K3CuF6 และ Cs2CuF6 ลำดับ^{[ 75 ]}

โปรตีนทองแดงบางชนิดก่อตัวเป็นสารประกอบออกโซซึ่งในระบบอะนาล็อกสังเคราะห์ที่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางจะมีทองแดง(III) เป็นองค์ประกอบ^{[ 92 ] [ 93 ]}เมื่อใช้เตตระเปปไท ด์ สารประกอบทองแดง(III) สีม่วงจะมีความเสถียรโดยลิแกนด์อะไม ด์ที่ถูกกำจัดโปรตอน ^{[ 94 ]}

สารประกอบเชิงซ้อนของทองแดง(III) ยังพบได้ในฐานะตัวกลางในปฏิกิริยาของสารประกอบออร์กาโนคอปเปอร์ เช่น ในปฏิกิริยาKharasch–Sosnovsky ^{[ 95 ] [ 96 ] [ 97 ]}

บทบาททางชีวภาพของทองแดงเริ่มต้นขึ้นพร้อมกับการปรากฏตัวของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลก^{[ 98 ]}โปรตีนทองแดงมีบทบาทที่หลากหลายในการขนส่งอิเล็กตรอนทางชีวภาพและการขนส่งออกซิเจน ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนรูป Cu(I) และ Cu(II) ได้อย่างง่ายดาย^{[ 99 ]}ทองแดงมีความสำคัญต่อการหายใจ แบบใช้ออกซิเจนของ ยูคาริโอตทั้งหมดในไมโทคอนเดรียพบทองแดงในไซโตโครมซีออกซิเดสซึ่งเป็นโปรตีนตัวสุดท้ายในการ ฟ อสโฟรีเลชันแบบออกซิเดทีฟที่เก็บพลังงานไว้ในATPอะตอมของทองแดงจะถูกรีดิวซ์และออกซิไดซ์สลับกันไปในระหว่างการถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังออกซิเจน^{[ 100 ] : 383}ทองแดงยังพบในซูเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเท สหลายชนิด ซึ่งเป็นโปรตีนที่เร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของซูเปอร์ออกไซด์โดยการเปลี่ยน (โดยการไม่สมดุล ) ให้เป็นออกซิเจนและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ :

• Cu ²⁺ -SOD + O ⁻ → Cu ⁺ -SOD + O (การรีดิวซ์ทองแดง; การออกซิเดชันของซูเปอร์ออกไซด์)
• Cu ⁺ -SOD + O ⁻ + 2H ⁺ → Cu ²⁺ -SOD + H O (การออกซิเดชันของทองแดง; การรีดักชันของซูเปอร์ออกไซด์)

โปรตีนเฮโมไซยานินเป็นตัวนำออกซิเจนในหอย ส่วนใหญ่ และสัตว์ขาปล้อง บางชนิด เช่นปูม้า ( Limulus polyphemus ) ^{[ 101 ]}เนื่องจากเฮโมไซยานินมีสีน้ำเงิน สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จึงมีเลือดสีน้ำเงินแทนที่จะเป็นเลือดสีแดงของฮีโมโกลบิน ที่มีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบ แลคเคสและไทโรซิเนสมีโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับเฮโมไซยานินแทนที่จะจับกับออกซิเจนแบบย้อนกลับได้ โปรตีนเหล่านี้จะไฮดรอกซิเลตสารตั้งต้น ดังที่แสดงให้เห็นโดยบทบาทของพวกมันในการสร้างแล็กเกอร์^{[ 102 ]}

โปรตีนทองแดงหลายชนิด เช่น "โปรตีนทองแดงสีน้ำเงิน" ไม่โต้ตอบกับสารตั้งต้นโดยตรง ดังนั้นจึงไม่ใช่เอนไซม์ โปรตีนเหล่านี้ส่งต่ออิเล็กตรอนโดยกระบวนการที่เรียกว่า การถ่าย โอนอิเล็กตรอน^{[ 102 ]} พบศูนย์ทองแดงสี่นิวเคลียสที่ไม่เหมือนใครในไนตรัสออกไซด์รีดักเทส^{[ 103 ]}

ระดับทองแดงได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดทั้งใน เซลล์ โปรคาริโอติกและยูคาริโอติกเพื่อรักษาสมดุลระหว่างความต้องการทางสรีรวิทยาที่สำคัญและหลีกเลี่ยงความเป็นพิษ

ทองแดงเป็นธาตุรอง ที่จำเป็น ในพืชและสัตว์ แต่ไม่ใช่ในจุลินทรีย์ทุกชนิด ร่างกายมนุษย์มีทองแดงในระดับประมาณ 1.4 ถึง 2.1  มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมของมวลร่างกาย^{[ 104 ]}

โดยปกติแล้วจะไม่เกิดพิษจากทองแดงเรื้อรังในมนุษย์ เนื่องจากมีระบบขนส่งที่ควบคุมการดูดซึมและการขับถ่าย ไม่คาดว่าจะมีการสะสมของทองแดงที่ ระดับ 5 มก./วัน^{[ 121 ]}

งานวิจัยแสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างการควบคุมระดับทองแดงในร่างกายกับโรคทางระบบประสาทหลายชนิด โดยเฉพาะโรคอัลไซเมอร์การศึกษาชี้ให้เห็นว่าปัญหาเกิดจากการเสื่อมสภาพของกลไกการควบคุมภายในที่เกี่ยวข้องกับอายุมากกว่าความเป็นพิษจากการสัมผัส^{[ 122 ]}

มีการใช้เกลือทองแดงชนิดต่างๆ ในปริมาณหลายกรัมในการพยายามฆ่าตัวตายและทำให้เกิดพิษทองแดงเฉียบพลันในมนุษย์ ส่งผลให้ตับวายอย่างถาวร^{[ 123 ]} การกลายพันธุ์แบบด้อยในโปรตีนขนส่งทองแดงยังทำให้เกิดความล้มเหลวในการควบคุม ส่งผลให้เกิดโรควิลสันที่มีการสะสมทองแดงตับแข็งและอาการทางจิต^{[ 123 ]}

แบคทีเรียถูกนำมาใช้ในการสกัดทองแดงใน ระบบ ไบโอลิชชิ่ง ระดับอุตสาหกรรม สารละลายจุลินทรีย์จะซึมผ่านแร่ที่บดแล้ว เปลี่ยนทองแดงซัลไฟด์ที่ไม่ละลายน้ำให้เป็นทองแดงซัลเฟตที่ละลายน้ำได้ จากนั้นกระบวนการอิเล็กโทรวินนิ่งจะสกัดทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูงจากสารละลายที่ได้^{[ 124 ] : 628}

ในสหรัฐอเมริกาสำนักงานความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (OSHA) ได้กำหนดขีดจำกัดการสัมผัสที่อนุญาต (PEL) สำหรับฝุ่นทองแดงในสถานที่ทำงานเป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักตามเวลา (TWA) ที่ 1  มก./ ^ลบ.ม.และ 0.1 มก./ ^ลบ.ม.สำหรับควันทองแดง^{[ 125 ]}สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (NIOSH) ได้กำหนดขีดจำกัดการสัมผัสที่แนะนำ (REL) ที่ 1  มก./ลบ.ม. ^ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักตามเวลา ค่า IDLH (อันตรายต่อชีวิตและสุขภาพทันที) คือ 100 มก .  / ^{ลบ.ม. [ 126 ]}ทองแดงเป็นส่วนประกอบของควันบุหรี่^{[ 127 ] [ 128 ]}

ในกรีซ ทองแดงเป็นที่รู้จักกันในชื่อchalkos ( χαλκός ) มันเป็นทรัพยากรที่สำคัญสำหรับชาวโรมัน ชาวกรีก และชนชาติโบราณอื่นๆ ในสมัยโรมัน ทองแดงเป็นที่รู้จักกันในชื่อaes Cypriumโดยaesเป็นคำภาษาละตินทั่วไปสำหรับโลหะผสมทองแดง และCypriumมาจากCyprusซึ่งเป็นแหล่งขุดทองแดงจำนวนมาก วลีนี้ถูกทำให้ง่ายขึ้นเป็นcuprumดังนั้นจึง กลายเป็น copper ใน ภาษา อังกฤษ อะโฟรไดท์ ( วีนัสในโรม) เป็นตัวแทนของทองแดงในเทพนิยายและวิชาเล่นแร่แปรธาตุ เนื่องจากความงามที่แวววาวและการใช้ในการผลิตกระจกในสมัยโบราณ Cyprus ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของทองแดง เป็นสถานที่ศักดิ์สิทธิ์สำหรับเทพธิดา ดวงดาวทั้งเจ็ดที่ชาวโบราณรู้จักนั้นเกี่ยวข้องกับโลหะทั้งเจ็ดที่รู้จักในสมัยโบราณ และวีนัสถูกกำหนดให้เป็นตัวแทนของทองแดง ทั้งเพราะความเชื่อมโยงกับเทพธิดาและเพราะวีนัสเป็นดวงดาวที่สว่างที่สุดรองจากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ จึงสอดคล้องกับโลหะที่แวววาวและน่าปรารถนาที่สุดรองจากทองคำและเงิน^{[ 154 ]}

ทองแดงเป็นโลหะที่ชนพื้นเมืองในอเมริกาเหนือใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด โดยมีหลักฐานการใช้งานย้อนหลังไปถึง 7,000 ปี^{[ 155 ]} เป็นที่ทราบกันว่ามีการสกัดทองแดงจากแหล่งโบราณสถานบนเกาะรอยัล  โดยใช้เครื่องมือหินแบบดั้งเดิมระหว่าง ปี ค.ศ. 800 ถึง 1600 ^{[ 156 ]}ทองแดงซึ่งอาจมาจากก้อนทองแดงบริสุทธิ์ที่พบใน บริเวณ ทะเลสาบใหญ่ ถูกนำมาแปรรูปโดยการตีและอบซ้ำๆ ในเมือง คาโฮเกีย (ใกล้กับรัฐมิสซูรีในปัจจุบัน) ในอเมริกาเหนือ ราว  ปี ค.ศ. 1000–1300 ^{[ 157 ]}มีแผ่นทองแดงที่สวยงามหลายแผ่น ซึ่งรู้จักกันในชื่อแผ่นทองแดงมิสซิสซิปปีที่พบในอเมริกาเหนือในบริเวณรอบๆ คาโฮเกีย ซึ่งมีอายุย้อนไปถึงช่วงเวลานี้ (  ค.ศ. 1000–1300) ^{[ 157 ]}

ในอเมริกาใต้ หน้ากากทองแดงที่มีอายุราว 1000  ปีก่อนคริสตกาลที่พบในเทือกเขาแอนดีสของอาร์เจนตินาถือเป็นสิ่งประดิษฐ์ทองแดงที่เก่าแก่ที่สุดที่ค้นพบในเทือกเขาแอนดีส^{[ 158 ]}เปรูได้รับการพิจารณาว่าเป็นแหล่งกำเนิดของโลหะวิทยาทองแดงยุคแรกในอเมริกาก่อนยุคโคลัมบัสแต่หน้ากากทองแดงจากอาร์เจนตินาชี้ให้เห็นว่าCajón del Maipoทางตอนใต้ของเทือกเขาแอนดีสเป็นอีกศูนย์กลางสำคัญสำหรับการทำทองแดงยุคแรกในอเมริกาใต้^{[ 158 ]}โลหะวิทยาทองแดงในเปรูมีอายุย้อนไปถึงประมาณ 500  ปีก่อนคริสตกาล โดยเริ่มมีการผลิตในขนาดใหญ่ขึ้นประมาณปี 900  หลังคริสตกาล ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเติบโตของวัฒนธรรมซิกันในเปรูตอนเหนือ การผลิตยังคงดำเนินต่อไปผ่านการพิชิตหลายครั้งโดย วัฒนธรรม ชิมอร์และอินคาจนกระทั่งสิ้นสุดด้วยการพิชิตของสเปนในปี 1532 ^{[ 159 ]}

ในแอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮารา ตลอดช่วงเวลาตั้งแต่เหมืองแรกเมื่อราว 2000 ปีก่อนคริสตกาลในอากาเดสจนถึงต้นศตวรรษที่ 1800 ทองแดงถูกมองว่ามีค่าและมีเกียรติมากกว่าทองคำหรือเงิน ทองแดงมีการค้าขายกันอย่างแพร่หลายในแอฟริกาและทำหน้าที่ทางศาสนา การเมือง และสังคมหลายประการ ในทางตรงกันข้าม แหล่งทองคำในท้องถิ่นถูกละเลยจนกระทั่งมีการติดต่อกับพ่อค้าชาวโปรตุเกสและอาหรับ^{[ 160 ] [ 161 ] [ 162 ]}

บทบาททางวัฒนธรรมของทองแดงมีความสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านสกุลเงิน ชาวโรมันในช่วงศตวรรษที่ 6 ถึง 3 ก่อนคริสต์ศักราช ใช้ก้อนทองแดงเป็นเงินตรา ในตอนแรก ทองแดงเองมีค่า แต่ต่อมา รูปทรงและลักษณะของทองแดงก็มีความสำคัญมากขึ้นจูเลียส ซีซาร์มีเหรียญของตนเองที่ทำจากทองเหลือง ในขณะที่ เหรียญของ อ็อกตาเวียนัส ออกัสตัส ซีซาร์ทำจากโลหะผสม Cu-Pb-Sn ด้วยผลผลิตประจำปีโดยประมาณ 15,000  ตันกิจกรรมการทำเหมืองและการถลุงทองแดงของโรมันมีขนาดใหญ่เป็นประวัติการณ์จนกระทั่งถึงยุคปฏิวัติอุตสาหกรรมจังหวัดที่มีการทำเหมืองอย่างเข้มข้นที่สุดคือฮิสปาเนียไซปรัส และในยุโรปกลาง^{[ 163 ] [ 164 ]}

ประตูของวิหารแห่งเยรูซาเล็มใช้ทองสัมฤทธิ์โครินเธียนซึ่งเป็นโลหะผสมทองแดง เงิน และทองคำที่ผ่านการชุบทองแบบลดปริมาณซึ่งจะค่อยๆ กำจัดทองแดงที่ออกซิไดซ์ออกไปเพื่อสร้างชั้นเคลือบทองคำบนพื้นผิว กระบวนการนี้แพร่หลายมากที่สุดในอเล็กซานเดรียซึ่งเชื่อกันว่าวิชาเล่นแร่แปรธาตุที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการบำบัดทางเคมีที่ทำให้มีลักษณะเป็นทองคำได้เริ่มต้นขึ้น ที่นั่น ^{[ 165 ]}

เหมืองทองแดงขนาดใหญ่ ( Great Copper Mountain)เป็นเหมืองในเมืองฟาลุนประเทศสวีเดน ซึ่งดำเนินการตั้งแต่ศตวรรษที่ 10 ถึงปี 1992 เหมืองแห่งนี้สามารถตอบสนองความต้องการทองแดงของยุโรปได้ถึงสองในสามของความต้องการทั้งหมดในศตวรรษที่ 17 และช่วยสนับสนุนงบประมาณสำหรับสงครามหลายครั้งของสวีเดนในช่วงเวลานั้น^{[ 166 ]}เหมืองแห่งนี้ถูกเรียกว่าเป็นคลังสมบัติของประเทศ สวีเดนมีสกุลเงินที่หนุนหลังด้วยทองแดง^{[ 167 ]}

ทองแดงถูกนำมาใช้ในการทำหลังคา^{[ 21 ]}สกุลเงิน และสำหรับเทคโนโลยีการถ่ายภาพที่เรียกว่าดาแกร์โรไทป์ทองแดงถูกนำมาใช้ใน งานประติมากรรม สมัยเรเน ซองส์ และถูกนำมาใช้ในการสร้างอนุสาวรีย์เทพี เสรีภาพ ทองแดงยังคงถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างประเภทต่างๆการชุบทองแดงและการหุ้มด้วยทองแดงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อปกป้องตัวเรือใต้น้ำ ซึ่งเป็นเทคนิคที่ริเริ่มโดยกองทัพเรืออังกฤษในศตวรรษที่ 18 ^{[ 168 ]} โรงงานชุบโลหะด้วยไฟฟ้า Norddeutsche Affinerie ในฮัมบูร์กเป็นโรงงาน ชุบโลหะด้วยไฟฟ้าสมัยใหม่แห่งแรกโดยเริ่มการผลิตในปี 1876 ^{[ 169 ]}

ในช่วงที่ความต้องการทองแดงเพิ่มสูงขึ้นในยุคไฟฟ้า ตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1880 จนถึงภาวะเศรษฐกิจตกต่ำครั้งใหญ่ในทศวรรษ 1930 สหรัฐอเมริกาผลิตทองแดงที่ขุดใหม่ได้หนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่งของโลก^{[ 170 ]}เขตสำคัญๆ ได้แก่ เขตคีวีนอว์ทางตอนเหนือของมิชิแกน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแหล่งแร่ทองแดงธรรมชาติ แต่ต่อมาถูกแทนที่ด้วยแหล่งแร่ซัลไฟด์ขนาดใหญ่ของบัตต์ รัฐมอนแทนาในช่วงปลายทศวรรษ 1880 ซึ่งต่อมาก็ถูกแทนที่ด้วยแหล่งแร่พอฟิรีทางตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา โดยเฉพาะที่บิงแฮมแคนยอน รัฐยูทาห์และโมเรนซี รัฐแอริโซนาการนำการทำเหมืองแบบเปิดโดยใช้รถขุดไอน้ำและการพัฒนานวัตกรรมในการถลุง การกลั่น การลอยตัว และขั้นตอนการแปรรูปอื่นๆ ทำให้เกิดการผลิตจำนวนมาก ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 แอริโซนาครองอันดับหนึ่ง ตามด้วยมอนแทนา^ยูทาห์และมิชิแกน^{[ 171} ]

การหลอมแบบแฟลชได้รับการพัฒนาโดยOutokumpuในฟินแลนด์และนำมาใช้ครั้งแรกที่Harjavaltaในปี พ.ศ. 2492 กระบวนการที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานนี้คิดเป็น 50% ของการผลิตทองแดงขั้นต้นของโลก^{[ 172 ]}

สภาระหว่างรัฐบาลของประเทศผู้ส่งออกทองแดงซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 1967 โดยชิลี เปรู ซาอีร์ และแซมเบีย ดำเนินการในตลาดทองแดงเช่นเดียวกับที่OPECทำในตลาดน้ำมัน แม้ว่าจะไม่เคยมีอิทธิพลมากเท่ากัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากผู้ผลิตรายใหญ่เป็นอันดับสองอย่างสหรัฐอเมริกาไม่เคยเป็นสมาชิก และถูกยุบในปี 1988 ^{[ 173 ]} ในปี 2008 จีนกลายเป็นผู้นำเข้าทองแดงรายใหญ่ที่สุดของโลก^{[ 43 ] : 187}

แม้จะมีการแข่งขันจากวัสดุอื่นๆ แต่ทองแดงยังคงเป็นตัวนำไฟฟ้า ที่นิยมใช้ ในเกือบทุกประเภทของสายไฟฟ้า ยกเว้นการส่งกระแสไฟฟ้า เหนือศีรษะ ซึ่งมักนิยมใช้อลูมิเนียม มากกว่า ^{[ 178 ] [ 179 ]}สายทองแดงใช้ในการผลิตไฟฟ้าการส่งกระแสไฟฟ้าการจ่ายกระแสไฟฟ้าการสื่อสาร วงจรอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ไฟฟ้าอีกมากมายนับไม่ถ้วน[ 180 ^{]สายไฟฟ้า}เป็นตลาดที่สำคัญที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมทองแดง^{[ 181 ]}ซึ่งรวมถึงสายไฟโครงสร้าง สายเคเบิลจ่ายไฟ สายไฟเครื่องใช้ไฟฟ้า สายเคเบิลสื่อสาร สายไฟและสายเคเบิลยานยนต์ และสายแม่เหล็ก ประมาณครึ่งหนึ่งของทองแดงทั้งหมดที่ขุดได้ถูกนำไปใช้เป็นตัวนำสายไฟและสายเคเบิล^{[ 182 ]}อุปกรณ์ไฟฟ้าหลายชนิดใช้สายทองแดงเนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์มากมาย เช่นการนำไฟฟ้า สูง ความแข็งแรงดึงความยืดหยุ่นความต้านทานการคืบ (การเสียรูป) ความ ต้านทานการกัดกร่อน การ ขยายตัวทางความร้อนต่ำการนำความร้อนสูงบัดกรีง่ายและติดตั้งง่าย^{[ 183 ] : 5.3}

ในช่วงเวลาสั้นๆ ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1960 ถึงปลายทศวรรษ 1970 สายไฟทองแดงถูกแทนที่ด้วยสายไฟอะลูมิเนียมในโครงการก่อสร้างบ้านหลายแห่งในอเมริกา แต่การออกแบบที่ไม่เหมาะสมส่งผลให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้^{[ 184 ] [ 185 ]}ปัญหาด้านความปลอดภัยได้รับการแก้ไขแล้วโดยการใช้สายไฟอะลูมิเนียมขนาดใหญ่ขึ้น (#8AWG ขึ้นไป) และสายไฟอะลูมิเนียมที่ออกแบบอย่างเหมาะสมยังคงถูกติดตั้งแทนที่สายทองแดง ตัวอย่างเช่นเครื่องบินแอร์บัส A380ใช้สายไฟอะลูมิเนียมแทนสายทองแดงสำหรับการส่งกำลังไฟฟ้า^{[ 186 ]}

วงจรรวมและแผงวงจรพิมพ์มีการใช้ทองแดงแทนอะลูมิเนียมมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากการนำไฟฟ้าที่ดีกว่า ฮี ทซิงค์และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนใช้ทองแดงเนื่องจากคุณสมบัติการกระจายความร้อนที่ดีกว่าแม่เหล็กไฟฟ้าหลอดสุญญากาศหลอดรังสีแคโทดและ แมก เนตรอนในเตาไมโครเวฟใช้ทองแดง เช่นเดียวกับท่อนำคลื่นสำหรับรังสีไมโครเวฟ^{[ 187 ]}

การนำไฟฟ้าที่เหนือกว่าของทองแดงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้า^{[ 188 ]}ซึ่งมีความสำคัญเนื่องจากมอเตอร์และระบบขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์คิดเป็น 43–46% ของการใช้ไฟฟ้าทั่วโลกทั้งหมด และ 69% ของไฟฟ้าทั้งหมดที่ใช้ในอุตสาหกรรม^{[ 189 ]}การเพิ่มมวลและพื้นที่หน้าตัดของทองแดงในขดลวดจะเพิ่มประสิทธิภาพของมอเตอร์โรเตอร์มอเตอร์ทองแดงซึ่งเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานมอเตอร์ที่การประหยัดพลังงานเป็นเป้าหมายหลักในการออกแบบ^{[ 190 ] [ 191 ]}ทำให้มอเตอร์เหนี่ยวนำอเนกประสงค์สามารถตอบสนองและเกินมาตรฐานประสิทธิภาพระดับพรีเมียมของสมาคมผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าแห่งชาติ (NEMA) ได้ ^{[ 192 ]}

ทองแดงถูกนำมาใช้ตั้งแต่สมัยโบราณในฐานะวัสดุทางสถาปัตยกรรมที่ทนทานทนต่อการกัดกร่อนและทนต่อสภาพอากาศหลังคาแผ่นปิดรอยต่อรางน้ำฝนท่อระบาย น้ำ โดมยอดแหลมห้องใต้ดิน และประตู ล้วนทำจากทองแดงมาเป็นเวลาหลายร้อยหรือหลายพันปีแล้ว การใช้งานทองแดงในทางสถาปัตยกรรมได้ขยายวงกว้างขึ้นในยุคปัจจุบัน รวมถึงการหุ้มผนัง ภายในและภายนอก ข้อต่อขยายตัวของอาคารการป้องกันคลื่นความถี่วิทยุและ ผลิตภัณฑ์ภายในอาคารที่มีคุณสมบัติในการต้าน เชื้อแบคทีเรียและตกแต่ง เช่น ราวบันไดที่สวยงาม อุปกรณ์ในห้องน้ำ และเคาน์เตอร์ครัว ประโยชน์ที่สำคัญอื่นๆ ของทองแดงในฐานะวัสดุทางสถาปัตยกรรม ได้แก่การขยายตัวเนื่องจากความร้อน ต่ำ น้ำหนักเบาการป้องกันฟ้าผ่าและการรีไซเคิลได้^{[ 193 ] [ 194 ] [ 195 ] [ 196 ]}

สีเขียวตามธรรมชาติอันเป็นเอกลักษณ์ของโลหะนี้เป็นที่ปรารถนาของสถาปนิกและนักออกแบบมานานแล้ว คราบสีเขียวสุดท้ายเป็นชั้นที่ทนทานเป็นพิเศษและทนต่อการกัดกร่อนจากบรรยากาศได้สูง จึงช่วยปกป้องโลหะด้านล่างจากการผุกร่อนต่อไป^{[ 197 ] [ 198 ] [ 199 ]}อาจเป็นส่วนผสมของสารประกอบคาร์บอเนตและซัลเฟตในปริมาณต่างๆ กัน ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม เช่น ฝนกรดที่มีกำมะถัน^{[ 200 ] [ 201 ] [ 202 ] [ 203 ]}ทองแดงและโลหะผสมที่ใช้ในงานสถาปัตยกรรมยังสามารถ'ตกแต่ง'เพื่อให้มีรูปลักษณ์ ความรู้สึก หรือสีที่เฉพาะเจาะจงได้ การตกแต่งรวมถึงการบำบัดพื้นผิวทางกล การย้อมสีทางเคมี และการเคลือบ^{[ 204 ]}

ทองแดงมี คุณสมบัติ ในการบัดกรีและประสาน ที่ดีเยี่ยม และสามารถเชื่อมได้โดยจะได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดด้วย การเชื่อมด้วยอา ร์คโลหะแก๊ส^{[ 205 ]}

ทองแดงมีคุณสมบัติยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ หมายความว่าแบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อีกหลายชนิดจะไม่สามารถเจริญเติบโตบนทองแดงได้ ด้วยเหตุนี้ ทองแดงจึงถูกนำมาใช้บุส่วนต่างๆ ของเรือเพื่อป้องกันเพรียงและหอยแมลงภู่ มาเป็นเวลานาน เดิมทีใช้ทองแดงบริสุทธิ์ แต่ต่อมาได้ถูกแทนที่ด้วยโลหะมุนซ์และสีที่มีส่วนผสมของทองแดง ในทำนองเดียวกัน ดังที่ได้กล่าวไว้ในเรื่องโลหะผสมทองแดงในอุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำโลหะผสมทองแดงได้กลายเป็นวัสดุตาข่ายที่สำคัญใน อุตสาหกรรม การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเนื่องจากมี คุณสมบัติ ต้านจุลินทรีย์และป้องกันการเกาะติดของจุลินทรีย์แม้ในสภาวะที่รุนแรง^{[ 206 ]}และมีคุณสมบัติทางโครงสร้างที่แข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมทางทะเล^{[ 207 ]}

พื้นผิวสัมผัสที่ทำจากโลหะผสมทองแดง มีคุณสมบัติตามธรรมชาติที่สามารถทำลาย จุลินทรีย์ได้หลากหลายชนิด(เช่นE. coli O157:H7, Staphylococcus aureusที่ดื้อต่อเมธิซิลลิน ( MRSA ), Staphylococcus , Clostridium difficile , ไวรัสไข้หวัดใหญ่ A , อะเดโนไวรัส , SARS-CoV-2และเชื้อรา ) ^{[ 208 ] [ 209 ]}โลหะผสมทองแดงบางชนิดได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคได้มากกว่า 99.9% ภายในเวลาเพียงสองชั่วโมงเมื่อทำความสะอาดเป็นประจำ^{[ 210 ]}สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) ได้อนุมัติการขึ้นทะเบียนโลหะผสมทองแดงเหล่านี้เป็น " วัสดุ ต้านจุลชีพที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพของประชาชน" ^{[ 210 ]}การอนุมัตินี้ทำให้ผู้ผลิตสามารถอ้างสิทธิ์ตามกฎหมายถึงประโยชน์ต่อสุขภาพของประชาชนของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโลหะผสมที่ขึ้นทะเบียนแล้ว นอกจากนี้ EPA ยังอนุมัติรายการผลิตภัณฑ์ทองแดงต้านจุลชีพที่ทำจากโลหะผสมเหล่านี้จำนวนมาก เช่น ราวเตียง ราวจับโต๊ะเหนือเตียงอ่างล้างหน้าก๊อกน้ำ ลูกบิดประตูอุปกรณ์ห้องน้ำแป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์อุปกรณ์ฟิตเนสและ ที่จับ รถเข็นช้อปปิ้งโรงพยาบาลใช้ลูกบิดประตูทองแดงเพื่อลดการแพร่กระจายของโรค และโรค Legionnairesก็ถูกยับยั้งโดยท่อทองแดงในระบบประปา^{[ 211 ]}ปัจจุบันมีการติดตั้งผลิตภัณฑ์โลหะผสมทองแดงต้านจุลชีพในสถานพยาบาลในสหราชอาณาจักร ไอร์แลนด์ ญี่ปุ่น เกาหลี ฝรั่งเศส เดนมาร์ก และบราซิล รวมถึงในระบบขนส่งรถไฟใต้ดินในซานติอาโก ประเทศชิลี ซึ่งมีการติดตั้งราวจับโลหะผสมทองแดง-สังกะสีในสถานีประมาณ 30 แห่งระหว่างปี 2011 ถึง 2014 ^{[ 212 ] [ 213 ] [ 214 ]}พื้นผิวทองแดงในสถานพยาบาลได้รับการสนับสนุนในสหรัฐอเมริกาเช่นกัน^{[ 215 ]} เส้นใยสิ่งทอสามารถผสมกับทองแดงเพื่อสร้างผ้าป้องกันจุลินทรีย์ได้^{[ 216 ]}

ทองแดงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารกันบูดไม้ เนื่องจากเป็นสารฆ่าเชื้อราที่ มีประสิทธิภาพ ต่อเชื้อราที่ทำให้เกิดการเน่าเปื่อยอ่อนในขณะเดียวกันก็หลีกเลี่ยงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่สำคัญของสารกันบูดที่มีโครเมียมและสารหนูเป็นส่วนประกอบ^{[ 217 ]}

ทองแดงมักใช้ในเครื่องประดับ และตามความเชื่อพื้นบ้านบางอย่าง กำไลทองแดงช่วยบรรเทาอาการโรคข้ออักเสบ ได้ ^{[ 218 ]}ในการทดลองหนึ่งสำหรับโรคข้อเสื่อมและการทดลองหนึ่งสำหรับโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ ไม่พบความแตกต่างระหว่างกำไลทองแดงและกำไลควบคุม (ที่ไม่ใช่ทองแดง) ^{[ 219 ] [ 220 ]}ไม่มีหลักฐานใดแสดงว่าทองแดงสามารถดูดซึมผ่านผิวหนังได้^{[ 221 ]}