氯化铜
氯化铜是铜(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。
| 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）  10125-13-0（二水）
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| PubChem | 24014 |
| ChemSpider | 148374 |
| SMILES |
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| InChI |
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| 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（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) |
| 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 |
 0
2
1
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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。 | |
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电子定域在强反键的分子轨道中，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。
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]
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：
氯化铜还可与其他很多配体反应生成配合物，例如吡啶或三苯基氧化膦：
- CuCl2 + 2 C5H5N → [CuCl2(C5H5N)2] (四面体)
- CuCl2 + 2 (C6H5)3P=O → [CuCl2((C6H5)3P=O)2] (四面体)
但膦一类的“软”配体，如三苯基膦、碘离子、氰离子和一些叔胺，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：
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：
分解反应为：
制备
无水CuCl2可由单质直接化合得到：
- Cu+Cl2→CuCl2
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，它可以对芳香烃和羰基化合物的α-氢进行氯化：[5]
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酚，主要产物可以是醌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]
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也可催化磺酰氯对烯烃的自由基加成反应，碱存在下产物α-氯代砜可以发生消除得到乙烯基砜。
焰火中用氯化铜来产生蓝绿色光。
参考资料
- ^ Wells, A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6.
- ^ Alfred Swaine Taylor; Robert Eglesfeld Griffith. On Poisons, in Relation to Medical Jurisprudence and Medicine. Lea & Blanchard, 1848, p. 378.
- ^ Gill, N. S.; Taylor, F. B., "Tetrahalo Complexes of Dipositive Metals in the First Transition Series", Inorganic Syntheses, 1967, volume 9, pages 136-142.
- ^ 4.0 4.1 C. E. Castro, E. J. Gaughan, D. C. Owsley, Journal of Organic Chemistry, 30, 587 (1965).
- ^ J. Brussee, J. L. G. Groenendijk, J. M. Koppele, A. C. A. Jansen, Tetrahedron, 41, 3313 (1985).
- ^ Fieser & Fieser Reagents for Organic Synthesis Volume 5, p158, Wiley, New York, 1975.
- Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4.
- Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.
- The Merck Index, 7th edition, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960.
- D. Nicholls, Complexes and First-Row Transition Elements, Macmillan Press, London, 1973.
- A. F. Wells, 'Structural Inorganic Chemistry, 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984.
- J. March, Advanced Organic Chemistry, 4th ed., p. 723, Wiley, New York, 1992.
- S. H. Bertz, E. H. Fairchild, in Handbook of Reagents for Organic Synthesis, Volume 1: Reagents, Auxiliaries and Catalysts for C-C Bond Formation, (R. M. Coates, S. E. Denmark, eds.), pp. 220-3, Wiley, New York, 1999.
- D. W. Smith. Chlorocuprates(II). Coordination Chemistry Reviews. 1976, 21 (2-3): 93–158. doi:10.1016/S0010-8545(00)80445-2.