氯化鉻
氯化鉻(化學式:CrCl3)也稱三氯化鉻、氯化鉻(III),是常見的鉻(III)化合物之一,屬於鹵化物。有無水物和六水合物兩種。
氯化鉻 | |
---|---|
IUPAC名 Chromium(III) chloride Chromium trichloride | |
別名 | 三氯化鉻、氯化鉻(III) |
識別 | |
CAS號 | 10025-73-7 10060-12-5(六水) |
PubChem | 6452300 |
ChemSpider | 4954736 |
SMILES |
|
InChI |
|
InChIKey | HUQISNLCWMVGCG-DFZHHIFOAJ |
ChEBI | 53351 |
RTECS | GB5425000 |
性質 | |
化學式 | CrCl3 |
摩爾質量 | 158.35 g·mol⁻¹( Cr=32.84%, Cl=67.16%) |
外觀 | 見內文 |
密度 | 2.76 g/cm3(固) |
熔點 | 1150 °C(無水) |
沸點 | 1300 °C 分解 |
溶解性(水) | 微溶於水(無水) 58.5g/100mL(六水) |
結構 | |
晶體結構 | 三氯化釔型結構 |
配位幾何 | 八面體 |
危險性 | |
閃點 | 不可燃 |
相關物質 | |
其他陰離子 | 氟化鉻、溴化鉻、碘化鉻 |
其他陽離子 | 三氯化鉬、三氯化鎢 |
相關化學品 | 氯化亞鉻、四氯化鉻 |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
物理性質及結構
無水物為強烈發光的紫色結晶,幾乎不溶於水。六水物 是一個配合物,有三種水合異構體: ,分別為紫色、淺綠色和暗綠色的固體。一般買到的都是暗綠色的異構體。
三氯化鉻晶體中含有連接成層的 CrCl6 八面體單元,結構中存在螺旋狀位錯,不含有金屬-金屬鍵。它與三碘化鉻同構。
化學性質
氯化鉻是較硬的路易斯酸。其中含 d3 構型的三價鉻,對於配體置換反應來說是惰性的。為了提高其活性,可以加入少量的還原劑(如鋅 / 鹽酸),將其還原為氯化亞鉻,很快發生配體交換反應,然後使其與 CrCl3 通過氯橋發生電子轉移,獲得三價鉻的配合物,並再生成少量活性的Cr(II),直至所有Cr(III)都發生了取代反應。
無水三氯化鉻幾乎不溶於水,但在還原劑(如鋅)存在時會緩慢溶解,原因可能是生成了電荷轉移的橋連配合物 [Cr2+-X-Cr3+…X]。溶解的產物是紫色的 [Cr(H2O)6]3+ 離子。如果配體是吡啶,則產物是 [CrCl3(C5H5N)3]。Cr(III)的配位數為6的配合物大多都是八面體型的。
與鹼金屬氯化物(如氯化鉀)熔融時,三氯化鉻生成含八面體型 [CrCl6]3− 離子,以及多聚生成的 Cr2Cl93− 等離子的鹽類。
製備
無水三氯化鉻可通過單質高溫化合製備。或者800°C時,用三氧化二鉻與氯氣在碳存在下反應也可以得到無水三氯化鉻。[1]
六水合三氯化鉻在650°C時與四氯化碳蒸汽反應,可以得到不含 CrOCl 的無水三氯化鉻。也可以用亞硫酰氯脫水。
水合三氯化鉻可由金屬鉻與鹽酸反應得到。
用途
無水三氯化鉻是有機金屬化學中的重要原料。以它為原料可以製得很多有機鉻化合物,比如結構上與二茂鐵類似的二苯鉻(下圖)。三氯化鉻也是很多鉻(III)配合物的起始原料。
有機合成中,CrCl3 被原位還原生成的 CrCl2 是常用的有機還原試劑之一。它可以(A)將 C-Cl 鍵還原為 C-H 鍵,也可以(B)與醛作用,將其還原為烯基鹵化物。第二個還原反應中通常用2:1摩爾比的三氯化鉻和氫化鋁鋰。
腳註
- ^ D. Nicholls, Complexes and First-Row Transition Elements, Macmillan Press, London, 1973.
- ^ Calvet, G.; Dussaussois, M.; Blanchard, N.; Kouklovsky, C. Lewis Acid-Promoted Hetero Diels-Alder Cycloaddition of α-Acetoxynitroso Dienophiles. Organic Letters. 2004, 6: 2449–2451. doi:10.1021/ol0491336.
參考資料
- N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
- 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.
- 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.
- K. Takai, 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. 206-211, Wiley, New York, 1999.