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鈷化合物

鈷化合物是鈷和其它元素形成的化合物。鈷在化合物中，最穩定的價態是+2價，在特定配體的存在下，也有+3價的穩定化合物。此外，還存在着高氧化態+4、+5和低氧化態-1、0、+1的鈷化合物。

無機化合物

鹵化物

 
紅紫色的CoCl2·6H2O

鈷(II)的四種鹵化物都是已知的，氟化鈷（CoF2）是粉色固體，氯化鈷（CoCl2）是藍色固體，溴化鈷（CoBr2）是綠色固體，碘化鈷（CoI2）是藍黑色固體。這幾種鹵化鈷除了無水物外，還存在水合物。無水氯化鈷是藍色的，而六水合物是紅紫色的。[1]根據氯化鈷不同水合狀態時的顏色變化，可以用於製造變色硅膠。

無水鹵化鈷在70~120°C和NO反應，生成[Co(NO)2X]2（X＝Cl，Br和I）。鹵化鈷和三乙基膦（(C2H5)3P）的配合物在苯中可以吸收NO，生成反磁性的Co(NO)X2(P(C2H5)3)[2]

反應Co3+
 + e− → Co2+
的電勢為+1.92 V，比Cl2至Cl−（+1.36 V）的要高。因此，Co3+與Cl−的作用會產生Co2+並放出氯氣。F2至F−的電勢高達+2.87 V，三氟化鈷（CoF3）可以穩定存在。它是一種氟化試劑，並且可以和水劇烈反應。[3]

氧化物和氫氧化物

鈷可以形成多種氧化物，如CoO、Co2O3、Co3O4等。Co3O4在950°C分解為CoO。[4]

可溶性鈷鹽和氫氧化鈉反應，可以得到氫氧化鈷（Co(OH)2）：[5]

Co(NO3)2 + 2 NaOH → Co(OH)2↓ + 2 NaNO3

氫氧化鈷在鹼性條件下可以被氧化至Co(III)化合物CoO(OH)。

氮族元素化合物

新制的鈷粉和氨反應，生成Co2N和Co3N兩種氮化物。鈷和磷或砷可以直接化合物，生成Co2P、CoP、CoAs2等物質。[2]疊氮化鈷（Co(N3)2）是鈷和氮的另一種二元化合物，加熱時可以發生爆炸。鈷(II)和疊氮根可以形成Co(N
3)2−
4配合物。[6]鈷的五唑化物（Co(N5)2）於2017年發現，它以水合物[Co(H2O)4(N5)2]·4H2O的形式存在。它在50~145°C分解，生成疊氮化鈷，脫去水並放出氮氣，進一步加熱發生爆炸。該化合物可由(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl[7]或[Na(H2O)(N5)]·2H2O[8]和[Co(H2O)6](NO3)2於室溫反應得到。水的氫鍵作用使該分子穩定。[8]

鈷可以很容易地和硝酸反應，生成硝酸鈷（Co(NO3)2）。硝酸鈷存在無水物和水合物，其中水合物以六水合物最為常見，它可從溶液中析出得到。六水合硝酸鈷（Co(NO3)2·6H2O）是紅色潮解性晶體，易溶於水，[9]其分子中包含鈷(II)的水合離子（[Co(H2O)6]2+）和游離的硝酸根離子。[10]

有機化合物

主條目：有機鈷化學（英語：Organocobalt chemistry）
 
維生素B12的分子結構

維生素B12是一個以鈷元素為中心的有機生物分子，可溶於水，參與核酸和神經遞質的甲基化和合成。[11]主要來源為草食性動物的內臟或肉類。[12]

八羰基二鈷（Co2(CO)8）是一種橙紅色晶體，在溶液中存在兩種異構體：[13]

 

它和氫氣或鈉發生化合反應，生成HCo(CO)4或NaCo(CO)4。

二茂鈷（Co(C5H5)2）是鈷的環戊二烯配合物，它具有19個價電子，容易通過反應被氧化為18電子穩定結構的Co(C
5H
5)+
2。[14]

參考文獻

  1. ^ Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements. 2016: 1119–1120. ISBN 978-0-7506-3365-9. OCLC 1040112384 （英語）. 
  2. ^ 2.0 2.1 申泮文 等. 無機化學叢書 第九卷 錳分族 鐵系 鉑系. 科學出版社, 2017. ISBN 9787030305459
  3. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E.; Wiberg, N. (2007). "Cobalt". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (in German) (102nd ed.). de Gruyter. pp. 1146–1152. ISBN 978-3-11-017770-1.
  4. ^ US 4389339 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, James, Leonard E.; Crescentini, Lamberto & Fisher, William B., "Process for making a cobalt oxide catalyst"
  5. ^ O. Glemser "Cobalt(II) Hydroxide" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 1521.
  6. ^ Senise P. On the Reaction between Cobalt (II) and Azide Ions in Aqueous and Aqueous-organic Solutions1[J]. Journal of the American Chemical Society, 1959, 81(16): 4196-4199. DOI: 10.1021/ja01525a020
  7. ^ Chong Zhang, et al. A Symmetric Co(N5)2(H2O)4⋅4H2O High-Nitrogen Compound Formed by Cobalt(II) Cation Trapping of a Cyclo-N5− Anion. Angewandte Chemie International Edition. 2017. DOI: 10.1002/anie.201701070
  8. ^ 8.0 8.1 Yuangang Xu, et al. A series of energetic metal pentazolate hydrates. Nature. 2017. DOI: 10.1038/nature23662
  9. ^ John Dallas Donaldson, Detmar Beyersmann, "Cobalt and Cobalt Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi:10.1002/14356007.a07_281.pub2
  10. ^ Prelesnik, P. V.; Gabela, F.; Ribar, B.; Krstanovic, I. (1973). "Hexaaquacobalt(II) nitrate". Cryst. Struct. Commun. 2 (4): 581–583.
  11. ^ Miller, Ariel; Korem, Maya; Almog, Ronit; Galboiz, Yanina (June 15, 2005). "Vitamin B12, demyelination, remyelination and repair in multiple sclerosis". Journal of the Neurological Sciences. 233(1-2): 93–97. PMID 15896807. doi:10.1016/j.jns.2005.03.009 – via PubMed.
  12. ^ 陳輝．現代營養學．北京：化學工業出版社，2005：76
  13. ^ Ray L. Sweany and Theodore L. Brown "Infrared spectra of matrix-isolated dicobalt octacarbonyl. Evidence for the third isomer" Inorganic Chemistry 1977, 16, pp 415 - 421. doi:10.1021/ic50168a037
  14. ^ Connelly, N. G.; Geiger, W. E. Chemical Redox Agents for Organometallic Chemistry. Chem. Rev. 1996, 96 (2): 877–910. PMID 11848774. doi:10.1021/cr940053x.

參見

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