Хлорид меди (I) - Copper(I) chloride

Хлорид меди (I)

Имена
Название ИЮПАК Хлорид меди (I)
Другие имена Хлорид меди
Идентификаторы
Количество CAS	7758-89-6 Y
3D модель (JSmol )	Интерактивное изображение
Ссылка на Beilstein	8127933
ЧЭБИ	ЧЕБИ: 53472 Y
ChemSpider	56403 Y
DrugBank	DB15535
ECHA InfoCard	100.028.948
Номер ЕС	231-842-9
Ссылка на Гмелин	13676
PubChem CID	62652
Номер RTECS	GL6990000
UNII	C955P95064 Y
Панель управления CompTox (EPA)	DTXSID5035242
ИнЧИ InChI = 1S / ClH.Cu / h1H; / q; + 1 / p-1 Y Ключ: OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M Y InChI = 1 / ClH.Cu / h1H; / q; + 1 / p-1 Ключ: OXBLHERUFWYNTN-REWHXWOFAC
Улыбки Cl [Cu]
Характеристики
Химическая формула	CuCl
Молярная масса	98,999 г / моль[1]
Внешность	белый порошок, слегка зелёный от окисленных примесей
Плотность	4,14 г / см^3[1]
Температура плавления	423 ° С (793 ° F, 696 К) [1]
Точка кипения	1490 ° С (2710 ° F, 1760 К) (разлагается)[1]
Растворимость в воде	0,047 г / л (20 ° С)[1]
Продукт растворимости (Kзр)	1.72×10^−7
Растворимость	не растворим в этиловый спирт, ацетон;[1] растворим в концентрированных HCl, NH4ОЙ
Ширина запрещенной зоны	3,25 эВ (300 К, прямое)[2]
Магнитная восприимчивость (χ)	-40.0·10^−6 см^3/ моль[3]
Показатель преломления (пD)	1.930[4]
Структура
Кристальная структура	Цинковая обманка, cF20
Космическая группа	F43м, №216[5]
Постоянная решетки	а = 0,54202 нм
Объем решетки (V)	0,1592 нм^3
Формула единиц (Z)	4
Опасности
Паспорт безопасности	Джей Ти Бейкер
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHS	Предупреждение
Формулировки опасности GHS	H302, H400, H410
Меры предосторожности GHS	P264, P270, P273, P301 + 312, P330, P391, P501
NFPA 704 (огненный алмаз)	0 3 0
точка возгорания	Негорючий
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD50 (средняя доза )	140 мг / кг
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)	TWA 1 мг / м^3 (как Cu)[6]
REL (Рекомендуемые)	TWA 1 мг / м^3 (как Cu)[6]
IDLH (Непосредственная опасность)	TWA 100 мг / м^3 (как Cu)[6]
Родственные соединения
Другой анионы	Бромид меди (I) Иодид меди (I)
Другой катионы	Хлорид меди (II) Хлорид серебра (I)
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Y проверять (что YN ?)
Ссылки на инфобоксы

Белый осадок хлорида меди (I), суспендированный в растворе аскорбиновой кислоты во флаконе объемом 2 драм.

ИК-спектр поглощения хлорида меди (I)

Хлорид меди (I), обычно называемый хлорид меди, это нижний хлористый из медь, с формулой CuCl. Вещество представляет собой белое твердое вещество, мало растворимое в воде, но хорошо растворимое в концентрированных соляная кислота. Загрязненные образцы выглядят зелеными из-за присутствия хлорид меди (II) (CuCl₂).^[7]

• 
• 

История

Хлорид меди (I) был впервые получен Роберт Бойл в середине семнадцатого века^[8] из хлорид ртути (II) («Венецианский сублимат») и металлическая медь:

HgCl₂ + 2 Cu → 2 CuCl + Hg

В 1799 г. J.L. Пруст охарактеризовал два различных хлорида меди. Он приготовил CuCl путем нагревания CuCl.₂ при нагревании до красного цвета в отсутствие воздуха, что приводит к потере половины связанного хлора с последующим удалением остаточного CuCl₂ промыванием водой.^[9]

Кислый раствор CuCl ранее использовался для анализа содержания окиси углерода в газах, например, в газовом аппарате Hempel.^{[требуется разъяснение ]}.^[10] Это приложение было значительным^[11] в девятнадцатом и начале двадцатого веков, когда угольный газ широко использовался для отопления и освещения.

Синтез

Хлорид меди (I) получают в промышленных масштабах путем прямого сочетания металлической меди и хлора при 450–900 ° C:^[12][13]

${\displaystyle {\ce {2 Cu + Cl2 -> 2 CuCl}}}$

Хлорид меди (I) также может быть получен сокращение хлорид меди (II) с диоксид серы, или с аскорбиновой кислотой (Витамин С ), который действует как снижения сахара:

${\displaystyle {\ce {2 CuCl2 + SO2 + 2 H2O -> 2 CuCl + H2SO4 + 2 HCl}}}$

${\displaystyle {\ce {2 CuCl2 + C6H8O6 -> 2CuCl + 2HCl + C6H6O6}}}$

Можно использовать многие другие восстановители.^[14]

Характеристики

Хлорид меди (I) имеет кубическую цинковая обманка кристаллическая структура в условиях окружающей среды. При нагревании до 408 ° C структура меняется на гексагональную. Несколько других кристаллических форм CuCl появляются при высоких давлениях (несколько ГПа).^[5]

Хлорид меди (I) - это Кислота Льюиса, который классифицируется как мягкий по Концепция жесткой-мягкой кислотной основы. Таким образом, он образует серию комплексы с мягким Базы Льюиса Такие как трифенилфосфин:

CuCl + 1 P (C₆ЧАС₅)₃ → 1/4 {CuCl [P (C₆ЧАС₅)₃]}₄

CuCl + 2 P (C₆ЧАС₅)₃ → CuCl [P (C₆ЧАС₅)₃)]₂

CuCl + 3 P (C₆ЧАС₅)₃ → CuCl [P (C₆ЧАС₅)₃)]₃

Хотя CuCl нерастворимый в воды, он растворяется в водные растворы содержащие подходящие донорные молекулы. Образует комплексы с галогенид ионы, например, образующие ЧАС₃О⁺ CuCl₂⁻ в концентрированном соляная кислота. Хлорид вытесняется CN⁻ и S₂О₃²⁻.

Растворы CuCl в HCl или же NH₃ впитывать монооксид углерода с образованием бесцветных комплексов, таких как димер с мостиковым мостиком [CuCl (CO)]₂. Те же растворы соляной кислоты также реагируют с ацетилен газ с образованием [CuCl (C₂ЧАС₂)]. Аммиакальный растворы CuCl вступают в реакцию с ацетиленами с образованием взрывчатого вещества. ацетилид меди (I), Cu₂C₂. Алкеновые комплексы o может быть получен уменьшением CuCl₂ к диоксид серы в присутствии алкена в алкоголь решение. Комплексы с диены Такие как 1,5-циклооктадиен особенно стабильны:^[15]

В отсутствие других лигандов его водный решения нестабильны относительно непропорциональность:^[16]

2 CuCl → Cu + CuCl₂

Отчасти по этой причине образцы в воздухе приобретают зеленую окраску.

Использует

Основное применение хлорида меди (I) - это прекурсор фунгицид оксихлорид меди. Для этого водный раствор хлорида меди (I) генерируется соразмерность а затем окисленные воздухом:

Cu + CuCl₂ → 2 CuCl

4 CuCl + O₂ + 2 часа₂O → Cu₃Cl₂(ОЙ)₄ + CuCl₂

Хлорид меди (I) катализирует различные органические реакции, как обсуждалось выше. Его близость к монооксид углерода в присутствии хлорид алюминия эксплуатируется в COPure^SM процесс.

В органическом синтезе

CuCl используется с монооксид углерода, хлорид алюминия, и хлористый водород в Реакция Гаттермана-Коха с образованием бензальдегидов.

в Реакция Сандмейера.^[17][18] Лечение соль арендиазония с CuCl приводит к арилхлориду, например:

Реакция имеет широкий размах и обычно дает хорошие выходы.

Ранние исследователи заметили, что галогениды меди (I) катализируют 1,4-присоединение Реактивы Гриньяра на альфа, бета-ненасыщенные кетоны^[19] привело к развитию органокупрат реагенты, которые сегодня широко используются в органический синтез:^[20]

Это открытие привело к развитию медьорганическая химия. Например, CuCl реагирует с метиллитий (CH₃Ли) сформировать "Реактивы Гилмана "например (CH₃)₂CuLi, которые широко используются в органический синтез. Реактивы Гриньяра образуют аналогичные медноорганические соединения. Хотя другие соединения меди (I), такие как йодид меди (I) в настоящее время чаще используются для этих типов реакций, хлорид меди (I) по-прежнему рекомендуется в некоторых случаях:^[21]

Здесь Bu указывает на n-бутил группа. Без CuCl Реактив Гриньяра сам по себе дает смесь 1,2- и 1,4-продуктов присоединения (т.е. бутил присоединяется в точке C, близкой к C = O).

Хлорид меди (I) также является промежуточным продуктом, образованным из хлорид меди (II) в Wacker процесс.

В химии полимеров

CuCl используется в качестве катализатора в Радикальная полимеризация с переносом атома (ATRP).

Ниша использует

Хлорид меди (I) также используется в пиротехника как сине-зеленый краситель. В испытание пламенем, хлориды меди, как и все соединения меди, излучают зелено-синий цвет.

Естественное явление

Природная форма CuCl - редкий минерал. нантокит.^[22][23]

Рекомендации

1. Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 4.61. ISBN  1439855110.
2. Гарро, Нурия; Кантареро, Андрес; Кардона, Мануэль; Руф, Тобиас; Гебель, Андреас; Линь, Чэнтянь; Рейманн, Клаус; Рюбенаке, Стефан; Steube, Маркус (1996). «Электрон-фононное взаимодействие на прямом промежутке галогенидов меди». Твердотельные коммуникации. 98: 27–30. Дои:10.1016/0038-1098(96)00020-8.
3. Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 4.132. ISBN  1439855110.
4. Патнаик, Прадёт (2002) Справочник неорганических химикатов. Макгроу-Хилл, ISBN  0-07-049439-8
5. Hull, S .; Кин, Д. А. (1994). «Полиморфизм галогенидов меди (I) под высоким давлением: нейтронографическое исследование до ~ 10 ГПа». Физический обзор B. 50 (9): 5868–5885. Дои:10.1103 / PhysRevB.50.5868. PMID  9976955.
6. Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0150". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
7. Пастор Антонио К. (1986) Патент США 4582579 «Способ получения хлорида меди, не содержащего ионов меди» Раздел 2, строки 4–41.
8. Бойль, Роберт (1666). Соображения и эксперименты о происхождении форм и качеств. Оксфорд. Как сообщает Mellor^{[требуется полная цитата ]}.
9. Пруст, Дж. Л. (1799). "Recherches sur le Cuivre". Анна. Чим. Phys. 32: 26–54.
10. Мартин, Джеффри (1917). Промышленная и производственная химия (Часть 1, Органическая ред.). Лондон: Кросби Локвуд. С. 330–31.
11. Льюис, Вивиан Х. (1891). «Анализ световых газов». Журнал Общества химической промышленности. 10: 407–413.
12. Ричардсон, Х. В. (2003). «Соединения меди». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера. Дои:10.1002 / 0471238961.0315161618090308.a01.pub2. ISBN  0471238961.
13. Zhang, J .; Ричардсон, Х. В. (2016). «Соединения меди». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. С. 1–31. Дои:10.1002 / 14356007.a07_567.pub2. ISBN  978-3-527-30673-2.
14. Glemser, O .; Зауэр, Х. (1963). «Хлорид меди (I)». В Брауэре, Г. (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии. 1 (2-е изд.). Нью-Йорк: Academic Press. п. 1005.
15. Николлс, Д. (1973) Комплексы и переходные элементы первого ряда, Macmillan Press, Лондон.
16. Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. п. 1185. ISBN  978-0-08-037941-8.
17. Уэйд, Л. Г. (2003) Органическая химия, 5-е изд., Prentice Hall, Upper Saddle River, Нью-Джерси, с. 871. ISBN  013033832X.
18. Марч, Дж. (1992) Продвинутая органическая химия, 4-е изд., Wiley, New York. п. 723. ISBN  978-0-470-46259-1
19. Kharasch, M. S; Тоуни, П. О. (1941). «Факторы, определяющие протекание и механизмы реакций Гриньяра. II. Влияние металлических соединений на реакцию между изофороном и метилмагнием бромидом». Варенье. Chem. Soc. 63 (9): 2308. Дои:10.1021 / ja01854a005.
20. Jasrzebski, J. T. B.H .; ван Котен, Г. (2002) Современная химия медьорганического происхождения, Н. Краузе (ред.). Wiley-VCH, Вайнхайм, Германия. п. 1. Дои:10.1002 / 3527600086.ch1 ISBN  9783527600083.
21. Bertz, S. H .; Фэйрчайлд, Э. Х. (1999) Справочник реагентов для органического синтеза, Том 1: Реагенты, вспомогательные вещества и катализаторы для образования связи C-C, Р. М. Коутс, С. Э. Дания (ред.). Вили, Нью-Йорк. С. 220–3. ISBN  978-0-471-97924-1.
22. https://www.mindat.org/min-2840.html
23. https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm

внешняя ссылка

• Национальный кадастр загрязнителей - Информационный бюллетень по меди и соединениям
• COPure^SM Процесс очистки CO с использованием комплекса хлорида меди