Хлорид меди(I)
Хлорид меди(I)
Образец хлорида меди(I)
Образец хлорида меди(I)
Элементарная ячейка нантокита
Элементарная ячейка нантокита
Имена
Название ИЮПАК
Хлорид меди(I)
Другие имена
Хлорид меди
Идентификаторы
  • 7758-89-6 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
8127933
ЧЭБИ
  • ЧЕБИ:53472 проверятьИ
ChemSpider
  • 56403 проверятьИ
DrugBank
  • DB15535
Информационная карта ECHA100.028.948
Номер ЕС
  • 231-842-9
13676
CID PubChem
  • 62652
Номер RTECS
  • GL6990000
УНИИ
  • C955P95064 проверятьИ
  • DTXSID5035242
  • InChI=1S/ClH.Cu/h1H;/q;+1/p-1 проверятьИ
    Ключ: OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M проверятьИ
  • InChI=1/ClH.Cu/h1H;/q;+1/p-1
    Ключ: OXBLHERUFWYNTN-REWHXWOFAC
  • Cl[Cu]
Характеристики
CuCl
Молярная масса98,999 г/моль [1]
Появлениебелый порошок, слегка зеленоватый от окисленных примесей
Плотность4,14 г/см 3 [1]
Температура плавления423 °C (793 °F; 696 К) [1]
Точка кипения1490 °C (2710 °F; 1760 K) (разлагается) [1]
0,047 г/л (20 °C) [1]
1,72× 10−7
Растворимостьнерастворим в этаноле ,
ацетоне ; [1] растворим в концентрированной HCl , NH4OH
Ширина запрещенной зоны3,25 эВ (300 К, прямо) [2]
-40,0·10 −6 см 3 /моль [3]
Показатель преломления ( nD )
1.930 [4]
Структура
Цинковая обманка , cF20
Ф 4 3м, № 216 [5]
а  = 0,54202 нм
0,1592 нм 3
4
Опасности
Маркировка СГС :
GHS07: Восклицательный знакGHS09: Опасность для окружающей среды
Предупреждение
Н302 , Н410
П264 , П270 , П273 , П301+П312 , П330 , П391 , П501
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Health 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g. chlorine gasFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
3
0
0
точка возгоранияНегорючий
Смертельная доза или концентрация (ЛД, ЛК):
140 мг/кг
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (допустимый)
TWA 1 мг/м 3 (как Cu) [6]
ОТВ (рекомендуется)
TWA 1 мг/м 3 (как Cu) [6]
IDLH (Непосредственная опасность)
TWA 100 мг/м 3 (как Cu) [6]
Паспорт безопасности (SDS)Дж. Т. Бейкер
Родственные соединения
Другие анионы
Фторид
меди(I) Бромид
меди(I) Йодид меди(I)
Другие катионы
Хлорид серебра(I) Хлорид
золота(I)
Родственные соединения
Хлорид меди(II)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
проверятьИ проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение
ИК-спектр поглощения хлорида меди(I)

Хлорид меди (I) , обычно называемый хлоридом меди , является низшим хлоридом меди с формулой CuCl. Вещество представляет собой белое твердое вещество, труднорастворимое в воде, но хорошо растворимое в концентрированной соляной кислоте . Нечистые образцы кажутся зелеными из-за присутствия хлорида меди (II) (CuCl 2 ).

История

Хлорид меди(I) был впервые получен Робертом Бойлем и назван медной канифолью в середине семнадцатого века из хлорида ртути(II) («венецианская сулема») и металлической меди: [7]

HgCl2 + 2Cu → 2CuCl2 + Hg

В 1799 году Джозеф Пруст впервые выделил два разных хлорида меди. Он приготовил CuCl2 (который он назвал белым хлористым калием меди ) путем нагревания CuCl2 до красного каления в отсутствие воздуха, что привело к потере половины связанного хлора, а затем к удалению остаточного CuCl2 путем промывания водой. [8]

Кислотный раствор CuCl ранее использовался для анализа содержания оксида углерода в газах, например, в газовом аппарате Хемпеля, где CuCl поглощает оксид углерода. [9] Это применение имело важное значение в девятнадцатом и начале двадцатого веков, когда угольный газ широко использовался для отопления и освещения. [10]

Синтез

Хлорид меди(I) получают в промышленности путем прямого взаимодействия металлической меди и хлора при температуре 450–900 °C: [11] [12]

2 Cu + Cl 2 → 2 CuCl

Хлорид меди (I) можно также получить путем восстановления хлорида меди (II) диоксидом серы или аскорбиновой кислотой ( витамином С ), которая действует как восстанавливающий сахар : [13] [14]

2CuCl2 + SO2 + 2H2O → 2CuCl2 + H2SO4 + 2HCl
2CuCl2 + C6H8O6 → 2CuCl2 + 2HCl + C6H6O6​​​​​

Можно использовать и многие другие восстановители. [12]

  • Белые кристаллы хлорида меди(I) на медной проволоке
    Белые кристаллы хлорида меди(I) на медной проволоке
  • Хлорид меди(I) частично окисляется на воздухе
    Хлорид меди(I) частично окисляется на воздухе

Характеристики

Хлорид меди (I) имеет кубическую кристаллическую структуру цинковой обманки при нормальных условиях. При нагревании до 408 °C структура меняется на гексагональную. Несколько других кристаллических форм CuCl появляются при высоких давлениях (несколько ГПа). [5]

Хлорид меди(I) является кислотой Льюиса . Он классифицируется как мягкий согласно концепции «жесткая-мягкая кислота-основание» . Таким образом, он образует ряд комплексов с мягкими основаниями Льюиса, такими как трифенилфосфин :

CuCl + 1P(C6H5 ) 3 → 1/4 {CuCl[ P ( C6H5 ) 3 ] } 4
CuCl + 2P(C6H5 ) 3 → CuCl [ P ( C6H5 ) 3 ) ] 2
CuCl + 3P(C6H5 ) 3 → CuCl [ P ( C6H5 ) 3 ) ] 3

CuCl также образует комплексы с галогенидами . Например, H 3 O + CuCl 2 − образуется в концентрированной соляной кислоте . [15] Хлорид замещается CN − и S 2 O 3 2− . [12]

Растворы CuCl в HCl поглощают оксид углерода , образуя бесцветные комплексы, такие как димер с хлоридным мостиком [CuCl(CO)] 2 . Те же растворы соляной кислоты также реагируют с ацетиленовым газом, образуя [CuCl(C 2 H 2 )]. Аммиачные растворы CuCl реагируют с ацетиленами, образуя взрывоопасный ацетиленид меди(I) , Cu 2 C 2 . Алкеновые комплексы CuCl могут быть получены восстановлением CuCl 2 диоксидом серы в присутствии алкена в спиртовом растворе. Комплексы с диенами , такими как 1,5-циклооктадиен, особенно стабильны: [16]

Структура комплекса COD CuCl

При контакте с водой хлорид меди(I) медленно подвергается диспропорционированию : [17]

2 CuCl → Cu + CuCl 2

Отчасти по этой причине образцы на воздухе приобретают зеленую окраску. [18]

Использует

Основное применение хлорида меди(I) — в качестве предшественника фунгицида оксихлорида меди . Для этой цели водный хлорид меди(I) получают путем конпропорционирования , а затем окисляют воздухом: [12]

Cu + CuCl2 → 2 CuCl
4 CuCl + O 2 + 2 H 2 O → Cu 3 Cl 2 (OH) 4 + CuCl 2

Хлорид меди (I) катализирует множество органических реакций , как обсуждалось выше. Его сродство к оксиду углерода в присутствии хлорида алюминия используется в процессе COPure SM . [19]

В органическом синтезе

CuCl используется в качестве сокатализатора с оксидом углерода , хлоридом алюминия и хлористым водородом в реакции Гаттермана-Коха для образования бензальдегидов. [20]

В реакции Зандмейера обработка арендиазониевой соли CuCl приводит к арилхлориду. Например: [21] [22]

(Пример реакции Зандмейера с использованием CuCl)

Реакция имеет широкую сферу применения и обычно дает хорошие выходы. [22]

Ранние исследователи наблюдали, что галогениды меди(I) катализируют 1,4-присоединение реагентов Гриньяра к альфа, бета-ненасыщенным кетонам [23], что привело к разработке органокупратных реагентов, которые сегодня широко используются в органическом синтезе : [24]

(Присоединение RMgX к C=CC=O, опосредованное CuCl)

Это открытие привело к развитию химии органической меди . Например, CuCl реагирует с метиллитием (CH 3 Li) с образованием « реагентов Гилмана », таких как (CH 3 ) 2 CuLi, которые находят применение в органическом синтезе . Реагенты Гриньяра образуют похожие органические соединения меди. Хотя другие соединения меди(I), такие как иодид меди(I) , теперь чаще используются для этих типов реакций, хлорид меди(I) по-прежнему рекомендуется в некоторых случаях: [25]

(Алкилирование эфира сорбата в 4-м положении, опосредованное CuCl)

Хлорид меди также катализирует димеризацию ацетилена в винилацетилен , который когда-то использовался в качестве предшественника различных полимеров, таких как неопрен . [ 26]

Ниша использует

CuCl используется как катализатор в радикальной полимеризации с переносом атома (ATRP). Он также используется в пиротехнике как сине-зеленый краситель. В тесте на пламя хлориды меди, как и все соединения меди, излучают зелено-синий цвет. [27]

Естественное явление

Природная форма CuCl – редкий минерал нантокит. [28] [29]

Смотрите также

Хлорид меди(II)

Ссылки

  1. ^ abcdef Хейнс, Уильям М., ред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . стр. 4.61. ISBN 1-4398-5511-0.
  2. ^ Гарро, Нурия; Кантареро, Андрес; Кардона, Мануэль; Руф, Тобиас; Гебель, Андреас; Линь, Чэнтянь; Рейманн, Клаус; Рюбенаке, Стефан; Штойбе, Маркус (1996). «Электрон-фононное взаимодействие на прямой щели галогенидов меди». Твердотельные коммуникации . 98 (1): 27–30 . Бибкод : 1996SSCom..98...27G. дои : 10.1016/0038-1098(96)00020-8.
  3. ^ Хейнс, Уильям М., ред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . стр. 4.132. ISBN 1-4398-5511-0.
  4. ^ Патнаик, Прадьот (2002) Справочник неорганических химикатов . McGraw-Hill, ISBN 0-07-049439-8 
  5. ^ ab Hull, S.; Keen, DA (1994). "Полиморфизм галогенидов меди(I) при высоком давлении: исследование методом нейтронной дифракции до ~10 ГПа". Physical Review B. 50 ( 9): 5868– 5885. Bibcode :1994PhRvB..50.5868H. doi :10.1103/PhysRevB.50.5868. PMID  9976955.
  6. ^ abc NIOSH Карманный справочник по химическим опасностям. "#0150". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  7. ^ Бойль, Роберт (1666). Размышления и эксперименты о происхождении форм и качеств. Оксфорд. С.  286–288 .
  8. ^ Пруст, JL (1799). «Исследования по ле Кюивру». Анналы де Химье . 32 : 26–54 .
  9. ^ Мартин, Джеффри (1922). Промышленная и производственная химия (часть 1, органическое издание). Лондон: Crosby Lockwood. стр. 408.
  10. ^ Льюис, Вивиан Х. (1891). «Анализ газов освещения». Журнал Общества химической промышленности . 10 : 407–413 .
  11. ^ Ричардсон, Х. У. (2003). «Соединения меди». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . doi :10.1002/0471238961.0315161618090308.a01.pub2. ISBN 0471238961.
  12. ^ abcd Чжан, Дж.; Ричардсон, Х. В. (2016). «Соединения меди». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . С.  1– 31. doi :10.1002/14356007.a07_567.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2.
  13. ^ Glemser, O.; Sauer, H. (1963). "Copper(I) Chloride". В Brauer, G. (ред.). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry . Том 1 (2-е изд.). New York: Academic Press. стр. 1005.
  14. ^ Тугба Акбийык; Инджи Сёнмезоглу; Кубилай Гючлю; Иззет Тор; Решат Апак (2012). «Защита аскорбиновой кислоты от катализируемой медью (II) окислительной деградации в присутствии фруктовых кислот: лимонной, щавелевой, винной, яблочной, малоновой и фумаровой кислот». Международный журнал пищевых свойств . 15 (2): 398–411 . doi : 10.1080/10942912.2010.487630. S2CID  85408826.
  15. ^ JJ Fritz (1980). "Хлоридные комплексы хлорида меди(I) в водном растворе". J. Phys. Chem . 84 (18): 2241– 2246. doi :10.1021/j100455a006.
  16. ^ Николс, Д. (1973) Комплексы и элементы перехода первого ряда , Macmillan Press, Лондон.
  17. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 1185. ISBN 978-0-08-037941-8.
  18. ^ Пастор, Антонио К. (1986) Патент США 4,582,579 «Способ приготовления хлорида меди, свободного от ионов меди», Раздел 2, строки 4–41.
  19. ^ Сяочжоу Ма; Желко Альбертсма; Дике Габриэльс; Ренс Хорст; Севги Полат; Каспер Сноукс; Фрик Каптейн; Хусейн Бурак Эрал; Дэвид А. Вермаас; Бастиан Мэй; Сисси де Бир; Моник Анн ван дер Вин (2023). «Выделение угарного газа: прошлое, настоящее и будущее». Обзоры химического общества . 52 (11): 3741–3777 . doi : 10.1039/D3CS00147D. ПМЦ 10243283 . ПМИД  37083229. 
  20. ^ Dilke, MH; Eley, DD (1949). "550. Реакция Гаттермана–Коха. Часть II. Кинетика реакции". J. Chem. Soc. : 2613– 2620. doi :10.1039/JR9490002613. ISSN  0368-1769.
  21. ^ Уэйд, LG (2003) Органическая химия , 5-е изд., Prentice Hall, Аппер Сэдл Ривер, Нью-Джерси, стр. 871. ISBN 013033832X . 
  22. ^ ab March, J. (1992) Advanced Organic Chemistry, 4-е изд., Wiley, Нью-Йорк. стр. 723. ISBN 978-0-470-46259-1 
  23. ^ Kharasch, MS; Tawney, PO (1941). «Факторы, определяющие ход и механизмы реакций Гриньяра. II. Влияние металлических соединений на реакцию между изофороном и метилмагнийбромидом». J. Am. Chem. Soc. 63 (9): 2308. doi :10.1021/ja01854a005.
  24. ^ Ясжебски, JTBH; ван Котен, Г. (2002) Современная медьорганическая химия , Н. Краузе (ред.). Wiley-VCH, Вайнхайм, Германия. п. 1. дои : 10.1002/3527600086.ch1 ISBN 9783527600083 . 
  25. ^ Bertz, SH; Fairchild, EH (1999) Справочник по реагентам для органического синтеза, том 1: Реагенты, вспомогательные вещества и катализаторы для образования связей CC , RM Coates, SE Denmark (ред.). Wiley, New York. стр. 220–3. ISBN 978-0-471-97924-1 . 
  26. ^ Тротуш, Иоан-Теодор; Циммерман, Тобиас; Шют, Ферди (2014). «Каталитические реакции ацетилена: пересмотр сырья для химической промышленности». Chemical Reviews . 114 (3): 1761–1782 . doi : 10.1021/cr400357r . PMID  24228942.
  27. ^ Барроу, RF; Калдин, EF (1949-01-01). «Некоторые спектроскопические наблюдения за пиротехническим пламенем». Труды Физического общества. Раздел B. 62 ( 1): 32–39 . doi :10.1088/0370-1301/62/1/305. ISSN  0370-1301.
  28. ^ "Нантокит".
  29. ^ «Список минералов». 21 марта 2011 г.
На Викискладе есть медиафайлы по теме Хлорид меди(I) .
  • Национальный реестр загрязняющих веществ – Информационный бюллетень по меди и ее соединениям
  • Процесс COPureSM для очистки CO с использованием комплекса хлорида меди

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Хлорид_меди(I)&oldid=1258573357"