Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Иодид меди (I)
Иодид меди (I)
Имена
Название ИЮПАК
Иодид меди (I)
Другие имена
Йодид меди, маршит
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.028.795 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
  • InChI = 1S / Cu.HI / ч; 1H / q + 1; / p-1 проверитьY
    Ключ: LSXDOTMGLUJQCM-UHFFFAOYSA-M проверитьY
  • InChI = 1 / Cu.HI / ч; 1H / q + 1; / p-1
    Ключ: LSXDOTMGLUJQCM-REWHXWOFAV
  • [Cu] I
Характеристики
CuI
Молярная масса190,45 г / моль
ВнешностьПорошок от белого до коричневого цвета
Запахбез запаха
Плотность5,67 г / см 3 [1]
Температура плавления 606 ° С (1123 ° F, 879 К)
Точка кипения 1290 ° С (2350 ° F, 1560 К) (разлагается)
0,000042 г / 100 мл
1 х 10 −12 [2]
Растворимостьрастворим в растворах аммиака и йодида, не
растворим в разбавленных кислотах
Давление газа10 мм рт. Ст. (656 ° C)
-63,0 · 10 −6 см 3 / моль
2,346
Структура
цинковая обманка
Тетраэдрические анионы и катионы
Опасности
Паспорт безопасностиСигма Олдрич [3]
Пиктограммы GHSGHS05: КоррозийныйGHS07: ВредноGHS09: Опасность для окружающей среды
Сигнальное слово GHSОпасность
H302 , H315 , H319 , H335 , H400 , H410
Меры предосторожности GHS
P261 , P273 , P305 + 351 + 338 , P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
1
1
0
точка возгоранияНегорючий
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 1 мг / м 3 (как Cu) [4]
REL (рекомендуется)
TWA 1 мг / м 3 (как Cu) [4]
IDLH (Непосредственная опасность)
TWA 100 мг / м 3 (как Cu) [4]
Родственные соединения
Другие анионы
  • Фторид меди (I)
  • Хлорид меди (I)
  • Бромид меди (I)
Другие катионы
йодид серебра
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Иодид меди (I) представляет собой неорганическое соединение с формулой CuI. Он также известен как йодид меди . Это полезно во множестве приложений, начиная от органического синтеза и заканчивая засеиванием облаков .

Чистый йодид меди (I) имеет белый цвет, но образцы часто желтовато-коричневые или даже красновато-коричневые, если они встречаются в природе как редкий минерал маршит , но такой цвет обусловлен наличием примесей. Обычно образцы йодсодержащих соединений обесцвечиваются из-за легкого аэробного окисления йодид-аниона до молекулярного йода. [5] [6] [7]

Структура [ править ]

Иодид меди (I) , как и большинство бинарных (содержащих только два элемента) галогенидов металлов, является неорганическим полимером . Он имеет богатую фазовую диаграмму , что означает, что он существует в нескольких кристаллических формах. Он имеет структуру цинковой обманки при температуре ниже 390 ° C (γ-CuI), структуру вюрцита между 390 и 440 ° C (β-CuI) и структуру каменной соли при температуре выше 440 ° C (α-CuI). Ионы имеют тетраэдрическую координацию в структуре цинковой обманки или вюрцита с расстоянием Cu-I 2,338 Å. Медь (I) , бромид и меди (I) , хлоридтакже трансформируются из структуры цинковой обманки в структуру вюрцита при 405 и 435 ° C соответственно. Следовательно, чем больше длина связи галогенид меди, тем ниже должна быть температура, чтобы изменить структуру от структуры цинковой обманки к структуре вюрцита. Межатомные расстояния в бромиде меди (I) и хлориде меди (I) составляют 2,173 и 2,051 Å соответственно. [8]

γ-CuI
β-CuI
α-CuI

Подготовка [ править ]

Йодид меди (I) может быть получен нагреванием йода и меди в концентрированной иодоводородной кислоте HI. Однако в лаборатории йодид меди (I) получают простым смешиванием водного раствора йодида калия и растворимой соли меди (II), такой как сульфат меди .

Cu 2+ + 2I - → CuI 2

CuI 2 быстро разлагается до иодида меди (I) с выделением I 2 . [9]

2 CuI 2 → 2 CuI + I 2

Эта реакция использовалась как средство анализа образцов меди (II), поскольку выделившийся I 2 можно анализировать окислительно-восстановительным титрованием. Реакция сам по себе может выглядеть довольно странно, так как с помощью эмпирического правила для разбирательства окислительно - восстановительной реакции , Е о oxidator  - Е о Редукторе  > 0, эта реакция не получается . Количество ниже нуля, поэтому реакция не должна продолжаться. Но константа равновесия [10] для реакции составляет 1,38 * 10 -13 . При использовании довольно умеренных концентратов 0,1 моль / л как для йодида, так и для Cu 2+ , концентрация Cu + рассчитывается как 3 * 10 -7.. Как следствие, произведение концентраций намного превышает произведение растворимости, поэтому йодид меди (I) выпадает в осадок. Процесс осаждения снижает концентрацию меди (I), обеспечивая энтропийную движущую силу в соответствии с принципом Ле Шателье и позволяя протекать окислительно-восстановительной реакции.

Свойства [ править ]

CuI плохо растворяется в воде (0,00042 г / л при 25 ° C), но растворяется в присутствии NaI или KI с образованием линейного аниона [CuI 2 ] - . При разбавлении таких растворов водой переосаждается CuI. Этот процесс растворения-осаждения используется для очистки CuI с получением бесцветных образцов. [5]

Иодид меди (I) может быть растворен в ацетонитриле , давая раствор различных комплексных соединений. При кристаллизации можно выделить молекулярные [11] или полимерные [12] [13] соединения. Растворение также наблюдается при использовании раствора соответствующего комплексообразователя в ацетоне или хлороформе . Например, можно использовать тиомочевину и ее производные. Твердые вещества, которые кристаллизуются из этих растворов, состоят из гибридных неорганических цепей . [14]

Использует [ редактировать ]

CuI имеет несколько применений:

  • CuI используется как реагент в органическом синтезе . В сочетании с 1,2- или 1,3-диаминовыми лигандами CuI катализирует превращение арил-, гетероарил- и винилбромидов в соответствующие иодиды. NaI является типичным источником йодида, а диоксан - типичным растворителем (см. Ароматическую реакцию Финкельштейна ). [15] Арилгалогениды используются для образования связей углерод-углерод и углерод-гетероатом в таких процессах, как реакции сочетания типа Хека , Стилле , Сузуки , Соногашира и Ульмана . Однако арилиодиды более реакционноспособны, чем соответствующие арилбромиды или арилхлориды. 2-бром-1-октен-3-ол и 1-нонин соединяются при сочетании сдихлорбис (трифенилфосфин) палладий (II) , CuI и диэтиламин с образованием 7-метилен-8-гексадецин-6-ола. [16]
  • CuI используется для засева облаков , [17] изменяя количество или тип выпавших облаков или их структуру путем рассеивания веществ в атмосфере, которые увеличивают способность воды образовывать капли или кристаллы. CuI образует сферу для конденсации влаги в облаке, вызывая увеличение количества осадков и уменьшение плотности облаков.
  • Структурные свойства CuI позволяют CuI стабилизировать тепло в нейлоне в производстве ковровых покрытий для коммерческих и жилых помещений, в аксессуарах для автомобильных двигателей и на других рынках, где прочность и вес являются факторами.
  • CuI используется в качестве источника диетического йода в поваренной соли и кормах для животных. [17]
  • CuI используется для обнаружения ртути . При контакте с парами ртути первоначально белое соединение меняет цвет с образованием тетраиодомеркурата меди, который имеет коричневый цвет.
  • CuI используется при разработке и синтезе кластеров Cu (I) [18], которые являются полиметаллическими комплексными соединениями.
  • [19] CuI как полупроводник p-типа имеет такие преимущества, как высокая проводимость, большая ширина запрещенной зоны, обработка в растворе и низкая стоимость. В последнее время было опубликовано много статей, разъясняющих применение в качестве дырочного проводника в различных фотоэлектрических элементах, таких как сенсибилизированные красителем солнечные элементы, полимерные солнечные элементы и солнечные элементы из перовскита.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Лиде, Дэвид Р., изд. (2006). CRC Справочник по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
  2. ^ Скоог Д., Уэст Д., Хеллер FJ, Крауч SR (2004). Основы неорганической химии . Брукс / Коул. п. А-6. ISBN 978-0-03-035523-3.
  3. ^ Sigma-Aldrich Co. , Йодид меди (I) .
  4. ^ a b c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0150» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  5. ^ a b Кауфман Г.Б., Фанг Л.Й. (1983). «Очистка иодида меди (I)». Очистка иодида меди (I) . Неорг. Synth. Неорганические синтезы. 22 . С. 101–103. DOI : 10.1002 / 9780470132531.ch20 . ISBN 978-0-470-13253-1.
  6. ^ https://www.mindat.org/min-2580.html
  7. ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
  8. ^ Уэллс AF (1984). Структурная неорганическая химия (5-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. С. 410 и 444.
  9. ^ Holleman AF, Wiberg E (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
  10. ^ Значение зависит от конкретной полуреакции на йод. Само значение рассчитывается по формуле: окислительно-восстановительный потенциалK= 10 ^ {(n ox * n красный / 0,0591 )*(E o окислитель  - E o восстановитель )}, который сам по себе легко выводится из уравнений Нернста для конкретной половины реакции. Используя E o ox = E o Cu 2+ / Cu + = 0,15; n ox = 1 для меди; E o красный = E o I - / I 2 = 0,52; n красный = 2 для йода
  11. ^ Барта ЭР, Гольц С, Knorr М, Strohmann С (ноябрь 2015 г.). «Кристаллическая структура ди-μ-иодидо-бис- [бис (ацето-нитрил-κN) меди (I)]» . Acta Crystallographica Раздел E . 71 (Pt 11): m189-90. DOI : 10.1107 / S2056989015018149 . PMC 4645014 . PMID 26594527 .  
  12. ^ Хили PC, Kildea JD, Skelton BW, Белый AH (1989). «Аддукты оснований Льюиса соединений металлов (I) группы 11. XL. Конформационная систематика [(N-основание) 1 (CuX) 1] ∞ ортогональных« ступенчатых »полимеров (N-основание =« одномерный ацетонитрил, Бензонитрил-лиганд) ». Австралийский химический журнал . 42 (1): 79. DOI : 10,1071 / CH9890079 . ISSN 0004-9425 . 
  13. ^ Arkhireeva ТМ, Булычев Б.М., Сизов А.И., Соколова Т.А., Бельский В.К., Соловейчик GL (1990). «Комплексы меди (I) со связью металл-металл (d10 – d10). Кристаллическая и молекулярная структура аддуктов тригидрида танталоцена с иодидом меди (I) состава: (η5-C5H5) 2TaH [(μ2-H) Cu (μ2 -I) 2Cu (μ2-H)] 2HTa (η5-C5H5) 2, (η5-C5H4But) 2TaH (μ2-H) 2Cu (μ2-I) 2Cu (μ2-H) 2HTa (η5-C5H4But) 2 · CH3CN и {Cu (μ3-I) · P [N (CH3) 2] 3} 4 ". Inorganica Chimica Acta . 169 (1): 109–118. DOI : 10.1016 / S0020-1693 (00) 82043-5 .
  14. ^ Rosiak D, Okuniewski А, Chojnacki J (декабрь 2018). «Ленты йодида меди (I), координированные с производными тиомочевины». Acta Crystallographica Раздел C . 74 (Pt 12): 1650–1655. DOI : 10.1107 / S2053229618015620 . PMID 30516149 . 
  15. ^ Klapars A, Бухвальд SL (декабрь 2002). «Катализируемый медью обмен галогена в арилгалогенидах: ароматическая реакция Финкельштейна». Журнал Американского химического общества . 124 (50): 14844–5. DOI : 10.1021 / ja028865v . PMID 12475315 . 
  16. ^ Маршалл JA, Сехон CA. «Изомеризация Β-алкинилаллильных спиртов в фураны, катализируемая нитратом серебра на силикагеле: 2-пентил-3-метил-5-гептилфуран» . Органический синтез . 76 : 263.
  17. ^ a b Чжан Дж., Ричардсон HW (июнь 2000 г.). «Медные соединения». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. С. 1–31. DOI : 10.1002 / 14356007.a07_567 . ISBN 3527306730.
  18. ↑ Yu M, Chen L, Jiang F, Zhou K, Liu C, Sun C, Li X, Yang Y, Hong M (2017). «Катион-индуцированная стратегия к кластеру Cu6I7– в форме песочных часов и его регулируемая по цвету люминесценция». Химия материалов . 29 (19): 8093–8099. DOI : 10.1021 / acs.chemmater.7b01790 .
  19. ^ Bidikoudi, Мария; Кимакис, Эммануэль (2019). «Новые подходы и перспективы масштабируемости материалов для переноса дырок на основе меди для планарных перовскитных солнечных элементов» . Журнал Materials Chemistry C . 7 (44): 13680–13708. DOI : 10.1039 / c9tc04009a .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Макинтайр Дж (1992). Словарь неорганических соединений . 3 . Лондон: Чепмен и Холл. п. 3103.

Внешние ссылки [ править ]

  • База данных по свойствам Chemicalland
  • Национальный кадастр загрязнителей - Информационный бюллетень по меди и соединениям