氯化銅

氯化銅是銅(II)的氯化物，化學式為CuCl₂。它是黃棕色固體，在空氣中緩慢吸收水分生成藍綠色的二水合物。自然界中氯化銅存在於很稀有的水氯銅礦中。

氯化銅
IUPAC名 Copper(II) chloride Cupric chloride
別名	氯化銅(II)
識別
CAS號	7447-39-4（無水）  Y 10125-13-0（二水）  Y
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
性質
化學式	CuCl2
莫耳質量	(無水)134.45 g/mol (二水)170.48 g·mol⁻¹
外觀	藍綠色固體(二水) 黃棕色固體(無水)
密度	3.386 g/cm³ (固)
熔點	100°C 失結晶水
沸點	993°C 分解
溶解性（水）	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)
結構
晶體結構	變形CdI2結構
配位幾何	八面體
危險性
MSDS	ScienceLab.com
歐盟分類	未列明
NFPA 704	0 2 1
閃點	不可燃
相關物質
其他陰離子	氟化銅，溴化銅，碘化亞銅
其他陽離子	氯化亞銅，氯化銀，三氯化金
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

結構

無水CuCl₂為變形碘化鎘結構。由於姜-泰勒效應的緣故，涉及一對配體時，一個d電子定域在強反鍵的分子軌道中，因此大多數銅(II)化合物都與理想的八面體型結構有偏差。在CuCl₂(H₂O)₂中，銅為高度變形的八面體構型，被兩個水分子和四個氯離子配體所包圍，配體還與其他Cu原子不對稱橋聯。^[1]

性質

氯化銅在水溶液中生成藍色的[Cu(H₂O)₆]²⁺和黃紅色的鹵素配離子[CuCl_2+x]^x-。濃的CuCl₂溶液中含有這些帶色離子，呈混合色綠色；稀溶液的顏色則與溫度有關，100°C時為綠色，室溫下為藍色。^[2] 氯化銅在火焰中發出藍綠色光。

氯化銅為弱的路易斯酸，也是溫和的氧化劑。其結構中含有扁平CuCl₄的多聚長鏈。

1000°C時分解為CuCl和Cl₂：

2 CuCl₂(s) → 2 CuCl(s) + Cl₂(g)

氯化銅與鹽酸或其他含氯離子的化合物反應，生成配離子CuCl₃⁻和CuCl₄²⁻。^[3]

某些配離子的鹽可以從水溶液中結晶出來，結構可以有很多種：

氯化銅還可與其他很多配體反應生成配合物，例如吡啶或三苯基氧化膦：

CuCl₂ + 2 C₅H₅N → [CuCl₂(C₅H₅N)₂] (四面體)

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

但膦一類的「軟」配體，如三苯基膦、碘離子、氰離子和一些叔胺，會還原氯化銅得到一價銅配合物。

為了從氯化銅得到一價銅，常用的方法是用二氧化硫還原其水溶液：

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

CuCl₂可提供Cu²⁺，用於製備不溶的銅(II)鹽類。例如氯化銅與氫氧化物反應得到不溶氫氧化銅，在30°C以上分解為氧化銅：

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

分解反應為：

Cu(OH)₂(s) → CuO(s) + H₂O(l)

製備

氯化銅可通過氧化銅、氫氧化銅或碳酸銅與鹽酸反應製備：

CuO(s)+2HCl(aq)→CuCl₂(aq)+H₂O(l)

Cu(OH)₂+2HCl→CuCl₂+2H₂O

無水CuCl₂可由單質直接化合得到：

Cu+Cl₂→CuCl₂

用CaCl₂-冰浴冷卻氯化銅的熱稀鹽酸溶液可以得到純淨的CuCl₂。^[4]

用途

工業上主要用氯化銅作為瓦克法中的催化劑，與氯化鈀(II)共同催化乙烯轉化為乙醛。該法中，PdCl₂被還原為Pd，再經CuCl₂氧化又得到PdCl₂。氯化銅的還原產物CuCl可被通入的空氣氧化回CuCl₂，從而完成循環。

(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)

總反應：C₂H₄ +¹/₂O₂ → CH₃CHO

氯化銅在有機合成中也有很廣泛的應用。^[4]氧化鋁存在下，它可以對芳香烴和羰基化合物的α-氫進行氯化：^[5]

反應在DMF之類的極性溶劑中進行，且常常加入氯化鋰以加快反應速率。

CuCl₂在氧氣存在下也可氧化酚，主要產物可以是醌或是氧化二聚所得的偶聯產物。後者可用於合成1,1-聯二萘酚（BINOL）及其衍生物，產率和對映體過量百分數都很高：^[6]

這類化合物是合成BINAP時重要的中間體，其衍生物是不對稱氫化反應常用的手性配體。

CuCl₂也可催化磺醯氯對烯烴的自由基加成反應，鹼存在下產物α-氯代碸可以發生消除得到乙烯基碸。

焰火中用氯化銅來產生藍綠色光。