Các trạng thái ôxi hóa chung của đồng bao gồm trạng thái đồng (I) ít ổn định Cu+1; và trạng thái ổn định hơn đồng(II), Cu+2,[52] chúng tạo thành các muối có màu lam hoặc lục-lam. Dưới các điều kiện không bình thường, trạng thái Cu+3 có thể được tạo ra.

Các hợp chất hai cấu tử

Khi kết hợp với các nguyên tố khác, các hợp chất đơn giản nhất của đồng là loại hai cấu tử, tức bao gồm chỉ hai nguyên tố như các ôxit, sunfua, và halua. Dạng ôxit tồn tại ở loại đồng I và đồng II, tương tự loại sulfua gồm đồng(I) sulfua và đồng(II) sulfua.

Các muốn đồng I với clo (gồm đồng(I) clorua, đồng(I) bromua, và đồng(I) iodua) cũng tồn tại, trong đồng (II) gồm đồng(II) fluorua, đồng(II) clorua, và đồng(II) bromua. Đã có những nỗ lực để điều chế đồng(II) iodua nhưng chỉ tạo ra đồng(I) iodua và iod.[52]

2 Cu2+ + 4 I− → 2 CuI + I2

Tạo phức

Đồng(II) tạo ra màu xanh lam đậm với sự có mặt của chất liên kết ammoniac. Chất tạo màu ở đây là Tetraamminecopper(II) sulfat.

Đồng có khả năng tạo ra phức chất. Trong dung dịch lỏng, đồng(II) tồn tại ở dạng [Cu(H2O)6]2+. Phức này thể hiện tốc độ trao đổi với nước nhanh nhất (tốc độ các chất liên kết và tách liên kết với nước) trong bất kỳ phức nước-kim loại chuyển tiếp. Khi thêm dung dịch natri hydroxit vào sẽ tạo kết tủa chất rắn đồng(II) hydroxit có màu lam nhạt. Phương trình đơn giản là:

Sơ đồ Pourbaix của đồng trong môi trường không tạo phức (chỉ quan tâm đến các ion khác OH-). Nồng độ ion 0,001 m (mol/kg water). Nhiệt độ 25 °C.Cu2+ + 2 OH− → Cu(OH)2

Dung dịch amoniac cũng tạo kết tủa tương tự. Khi thêm lượng amoniac dư, kết tủa này tan tạo thành tetraamminecopper(II):

Cu(H2O)4(OH)2 + 4 NH3 → [Cu(H2O)2(NH3)4]2+ + 2 H2O + 2 OH−

Nhiều oxyanion khác tạo thành các phức như đồng(II) acetat, đồng(II) nitrat, và đồng(II) cacbonat. Đồng(II) sulfat tạo các tinh thể pentahydrate màu lam, là hợp chất đồng phổ biến trong phòng thí nghiệm. Nó được dùng để diệt nấm được gọi là Hợp chất Bordeaux.[53]

Mỏ hình của phức [Cu(NH3)4(H2O)2]2+, minh họa cho cấu trúc bát diện phổ biến của đồng(II).

Polyol là hợp chất chứa nhiều hơn một nhóm chức alcohol, nhìn chung phản ứng với các muốn đồng(II). Ví dụ, các muối đồng được dùng để thử chất khử đường. Đặc biệt sử dụng thuốc thử Benedict và dung dịch Fehling có mặt đường được đánh dấu bằng màu của nó thay đổi từ xanh lam Cu(II) sang đỏ của đồng(I) ôxit.[54] Thuốc thử Schweizer và các phức liên quan với ethylenediamine và các amine tan trong cellulose.[55] Các Amino axit tạo thành các phức chelat rất bền với đồng(II). Các thử nghiệm hóa-ướt đối với các ion đồng tồn tại, nó liên quan đến kali ferrocyanua, tạo kết tủa với các muối đồng(II).

Hóa đồng hữu cơ

Các hợp chất chứa liên kết cacbon-đồng được gọi là các hợp chất đồng-hữu cơ. Chúng phản ứng mạnh với ôxy tạo ra đồng(I) ôxit và có nhiều ứng dụng trong hóa học. Chúng được tổng hợp bằng cách cho phản ứng giữa các hợp chất đồng(I) với thuốc thử Grignard, terminal alkyne hay thuốc thử organolithi;[56] đặc biệt, phản ứng cuối cùng được mô tả tạo ra thuốc thử Gilman. Các chất này trãi qua các phản ứng thay thế với alkyl halua tạo thành các sản phẩm kết hợp; do đó, chúng có vai trò quan trọng trong lĩnh vực tổng hợp hữu cơ. Đồng(I) acetylua nhạy sốc cao trong các phản ứng như Cadiot-Chodkiewicz coupling[57] và Sonogashira coupling.[58] Conjugate addition vào enone[59] và carbocupration của các alkyne[60] cũng có thể đạt được các hợp chất đồng hữu cơ. Đồng(I) tạo ra một loạt các phức yếu với anken và cacbon monoxit, đặc biệt có mặt của các phức amine.[61]

Đồng(III) và đồng(IV)

Đồng(III) thường được tìm thấy ở dạng xác ôxit, ví dụ như kali cuprat, KCuO2 là chất rắn màu xanh-đen.[62] Các hợp chất đồng(III) được nghiên cứu rộng rãi nhất là các chất siêu dẫn cuprate. Đồng yttri bari ôxit (YBa2Cu3O7) có cả Cu(II) và Cu(III) nằm ở trung tâm. Giống như dạng ôxit, florua là anion bazo cao[63] và được dùng làm chất ổn định các ion kim loại ở các trạng thái ôxi hóa cao. Cả đồng (III) và thậm chí đồng(IV) florua là tồn tại theo thứ tự ở dạng K3CuF6 và Cs2CuF6.[64]

Một số protein đồng tạo các phức oxo đặc trưng cho đồng(III).[65] Với các tetrapeptide, một phức đồng(III) có màu tía được ổn định hóa bởi các chất amide khử proton.[66]

Các phức đồng(III) cũng được tìm thấy ở dạng trung gian trong các phản ứng của hợp chất đồng-hữu cơ.[67]