氯化铜(II)的氯化物,化学式为CuCl2。它是黄棕色固体,在空气中缓慢吸收水分生成蓝绿色的二水合物。自然界中氯化铜存在于很稀有的水氯铜矿中。

Quick Facts 氯化铜, 识别 ...
氯化铜
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IUPAC名
Copper(II) chloride
Cupric chloride
别名 氯化铜(II)
识别
CAS号 7447-39-4(无水)  checkY
10125-13-0(二水)  checkY
PubChem 24014
ChemSpider 148374
SMILES
 
  • Cl[Cu]Cl
InChI
 
  • 1/2ClH.Cu/h2*1H;/q;;+2/p-2/rCl2Cu/c1-3-2
InChIKey ORTQZVOHEJQUHG-LRIOHBSEAE
ChEBI 49553
RTECS GL7000000
性质
化学式 CuCl2
摩尔质量 (无水)134.45 g/mol
(二水)170.48 g·mol⁻¹
外观 蓝绿色固体(二水)
黄棕色固体(无水)
密度 3.386 g/cm³ (固)
熔点 100°C 失结晶水
沸点 993°C 分解
溶解性 70.6 g/100 mL (0 °C)
75.7 g/100 mL (25 °C)
溶解性甲醇 68 g/100 mL (15 °C)
溶解性乙醇 53 g/100 mL (15 °C)
结构
晶体结构 变形CdI2结构
配位几何 八面体
危险性
MSDS ScienceLab.com
欧盟分类 未列明
NFPA 704
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闪点 不可燃
相关物质
其他阴离子 氟化铜溴化铜碘化亚铜
其他阳离子 氯化亚铜氯化银三氯化金
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。
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结构

无水CuCl2为变形碘化镉结构。由于姜-泰勒效应的缘故,涉及一对配体时,一个d电子定域在强反键分子轨道中,因此大多数铜(II)化合物都与理想的八面体型结构有偏差。在CuCl2(H2O)2中,铜为高度变形的八面体构型,被两个水分子和四个氯离子配体所包围,配体还与其他Cu原子不对称桥联[1]

性质

氯化铜在水溶液中生成蓝色的[Cu(H2O)6]2+和黄红色的卤素配离子[CuCl2+x]x-。浓的CuCl2溶液中含有这些带色离子,呈混合色绿色;稀溶液的颜色则与温度有关,100°C时为绿色,室温下为蓝色。[2] 氯化铜在火焰中发出蓝绿色光。

氯化铜为弱的路易斯酸,也是温和的氧化剂。其结构中含有扁平CuCl4的多聚长链。

1000°C时分解为CuClCl2

2 CuCl2(s) → 2 CuCl(s) + Cl2(g)

氯化铜与盐酸或其他含氯离子的化合物反应,生成配离子CuCl3和CuCl42−[3]

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某些配离子的盐可以从水溶液中结晶出来,结构可以有很多种: Thumb

氯化铜还可与其他很多配体反应生成配合物,例如吡啶三苯基氧化膦

CuCl2 + 2 C5H5N → [CuCl2(C5H5N)2] (四面体)
CuCl2 + 2 (C6H5)3P=O → [CuCl2((C6H5)3P=O)2] (四面体)

一类的“软”配体,如三苯基膦碘离子氰离子和一些叔,会还原氯化铜得到一价铜配合物。

为了从氯化铜得到一价铜,常用的方法是用二氧化硫还原其水溶液:

2 CuCl2(aq) + SO2 → 2 CuCl(s) + 2 HCl(aq) + H2SO4(aq)

CuCl2可提供Cu2+,用于制备不溶的铜(II)盐类。例如氯化铜与氢氧化物反应得到不溶氢氧化铜,在30°C以上分解为氧化铜

CuCl2(aq) + 2 NaOH(aq) → Cu(OH)2(s) + 2 NaCl(aq)

分解反应为:

Cu(OH)2(s) → CuO(s) + H2O(l)

制备

氯化铜可通过氧化铜氢氧化铜碳酸铜盐酸反应制备:

CuO(s)+2HCl(aq)→CuCl2(aq)+H2O(l)
Cu(OH)2+2HCl→CuCl2+2H2O

无水CuCl2可由单质直接化合得到:

Cu+Cl2→CuCl2

CaCl2-冰浴冷却氯化铜的热稀盐酸溶液可以得到纯净的CuCl2[4]

用途

工业上主要用氯化铜作为瓦克法中的催化剂,与氯化钯(II)共同催化乙烯转化为乙醛。该法中,PdCl2被还原为Pd,再经CuCl2氧化又得到PdCl2。氯化铜的还原产物CuCl可被通入的空气氧化回CuCl2,从而完成循环。

(1) C2H4(g) + PdCl2(aq) + H2O (l) → CH3CHO (aq) + Pd(s) + 2 HCl(aq)

(2) Pd(s) + 2 CuCl2(aq) → 2 CuCl(s) + PdCl2(aq)

(3) 2 CuCl(s) + 2 HCl(aq) +1/2O2(g) → 2 CuCl2(aq) + H2O(l)

总反应:C2H4 +1/2O2 → CH3CHO

氯化铜在有机合成中也有很广泛的应用。[4]氧化铝存在下,它可以对芳香烃羰基化合物的α-氢进行氯化[5]

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反应在DMF之类的极性溶剂中进行,且常常加入氯化锂以加快反应速率。

CuCl2在氧气存在下也可氧化,主要产物可以是或是氧化二聚所得的偶联产物。后者可用于合成1,1-联二萘酚(BINOL)及其衍生物,产率和对映体过量百分数都很高:[6]

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这类化合物是合成BINAP时重要的中间体,其衍生物是不对称氢化反应常用的手性配体。

CuCl2也可催化磺酰氯烯烃自由基加成反应,碱存在下产物α-氯代砜可以发生消除得到乙烯基

焰火中用氯化铜来产生蓝绿色光。

参考资料

外部链接

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