WikiDer > Иодид меди (I)

Copper(I) iodide
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
Характеристики
CuI
Молярная масса190,45 г / моль
ВнешностьПорошок от белого до коричневого цвета
Запахбез запаха
Плотность5,67 г / см3 [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 аммиак и йодид решения
не растворим в разбавленных кислотах
Давление газа10 мм рт. Ст. (656 ° C)
-63.0·10−6 см3/ 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
P261, P273, P305 + 351 + 338, P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгоранияНегорючий
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 1 мг / м3 (как Cu)[4]
REL (Рекомендуемые)
TWA 1 мг / м3 (как Cu)[4]
IDLH (Непосредственная опасность)
TWA 100 мг / м3 (как Cu)[4]
Родственные соединения
Другой анионы
Другой катионы
йодид серебра
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Иодид меди (I) это неорганическое соединение с формулой CuI. Он также известен как йодид меди. Это полезно во множестве приложений, начиная от органический синтез к засев облаков.

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

Структура

Медь (I) йодид, как и большинство бинарных (содержащих всего два элемента) галогенидов металлов, является неорганический полимер. Имеет богатый фазовая диаграмма, что означает, что он существует в нескольких кристаллических формах. Он принимает структура цинковой обманки ниже 390 ° C (γ-CuI), a вюрцит структура между 390 и 440 ° C (β-CuI), и каменная соль структура выше 440 ° C (α-CuI). Ионы координированы тетраэдрически, когда в цинковая обманка или вюрцит структура с расстоянием Cu-I 2,338 Å. Бромид меди (I) и хлорид меди (I) также 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]

Медь (I) -иодид-элементарная-ячейка-3D-шары.png
Медь (I) -иодид- (бета) -unit-cell-3D-balls.png
Медь (I) -иодид- (альфа) -unit-cell-3D-balls.png
γ-CuI
β-CuI
α-CuI

Подготовка

Йодид меди (I) может быть получен нагреванием йода и меди в концентрированной среде. иодоводородная кислотаОднако в лаборатории иодид меди (I) получают простым смешиванием водного раствора йодистый калий и растворимая соль меди (II), такая как сульфат меди.

Cu2+ + 2I− → CuI2

CuI2 быстро разлагается до иодида меди (I) с выделением I2.[9]

2 куб.2 → 2 CuI + I2

Эта реакция использовалась как средство анализа образцов меди (II), так как выделившийся I2 может быть проанализирован окислительно-восстановительным титрованием. Сама по себе реакция может выглядеть довольно странно, так как использование практического правила для судебного разбирательства окислительно-восстановительная реакция, Eоокислитель - Eоредуктор > 0, эта реакция не выполняется. Количество ниже нуля, поэтому реакция не должна продолжаться. Но константа равновесия[10] для реакции 1,38 * 10−13. При использовании довольно умеренных концентратов 0,1 моль / л как для йодида, так и для Cu2+, 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 Принцип Ле Шателье, и позволяя протекать окислительно-восстановительной реакции.

Характеристики

CuI плохо растворяется в воде (0,00042 г / л при 25 ° C), но растворяется в присутствии NaI или KI с образованием линейного аниона [CuI2]−. 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 ацетонитрил, давая раствор различных комплексных соединений. При кристаллизации молекулярная[11] или полимерный[12][13] соединения могут быть выделены. Растворение наблюдается также при растворении соответствующего комплексообразователя в ацетон или же хлороформ используется. Например, тиомочевина и его производные могут быть использованы. Твердые вещества, кристаллизующиеся из этих растворов, состоят из гибридные неорганические цепи.[14]

Использует

CuI имеет несколько применений:

  • CuI используется в качестве реагента в органический синтез. 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. ароматическая реакция Финкельштейна).[15] Арилгалогениды используются для образования связей углерод-углерод и углерод-гетероатом в таких процессах, как Черт, Stille, Сузуки, Соногашира и Ullmann тип реакции сочетания. Однако арилиодиды более реакционноспособны, чем соответствующие арилбромиды или арилхлориды. 2-бром-1-октен-3-ол и 1-нонин соединяются при сочетании с дихлорбис (трифенилфосфин) палладий (II), CuI и диэтиламин с образованием 7-метилен-8-гексадецин-6-ол.[16]
  • CuI используется в засев облаков,[17] изменение количества или типа выпавших облаков или их структуры путем рассеивания в атмосфере веществ, которые увеличивают способность воды образовывать капли или кристаллы. CuI обеспечивает сферу, в которой влага в облаке конденсируется, вызывая увеличение количества осадков и уменьшение плотности облаков.
  • Структурные свойства CuI позволяют CuI стабилизировать тепло в нейлон в производстве ковровых покрытий для коммерческих и жилых помещений, в принадлежностях для автомобильных двигателей и на других рынках, где важными факторами являются прочность и вес.
  • CuI используется как источник диетического йода в поваренной соли и кормах для животных.[17]
  • CuI используется при обнаружении Меркурий. 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] который представляет собой полиметаллические комплексные соединения.
  • Как полупроводник p-типа,[19] CuI имеет такие преимущества, как высокая проводимость, большая ширина запрещенной зоны, обработка раствора 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.

Рекомендации

  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. ^ Скуг Д.А., Западный DM, Холлер Ф.Дж., Крауч С.Р. (2004). Основы неорганической химии. Брукс / Коул. п. А-6. ISBN 978-0-03-035523-3.
  3. ^ Сигма-Олдрич Ко., Иодид меди (I).
  4. ^ а б c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0150". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  5. ^ а б Кауфман Г.Б., Фанг Л.Й. (1983). «Очистка иодида меди (I)». Очистка иодида меди (I). Неорг. Synth. Неорганические синтезы. 22. С. 101–103. Дои: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 А.Ф. (1984). Структурная неорганическая химия (5-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. С. 410 и 444.
  9. ^ Холлеман А.Ф., Виберг Э. (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: Kредокс= 10 ^ {(nбык* пкрасный/0.0591)*(Eоокислитель - Eоредуктор)} которое само по себе легко выводится из уравнений Нернста для конкретных полуреакций. Использование Eобык= EоCu2+/ Cu+ = 0,15; пбык = 1 для меди; Eокрасный= Eоя−/Я2 = 0,52; пкрасный = 2 для йода
  11. ^ Barth ER, Golz C, Knorr M, Strohmann C (ноябрь 2015 г.). «Кристаллическая структура ди-μ-иодидо-бис- [бис (ацето-нитрил-κN) меди (I)]». Acta Crystallographica Раздел E. 71 (Пт 11): m189-90. Дои:10.1107 / S2056989015018149. ЧВК 4645014. PMID 26594527.
  12. ^ Healy PC, Kildea JD, Skelton BW, White AH (1989). «Аддукты оснований Льюиса соединений металлов (I) группы 11. XL. Конформационная систематика [(N-основание) 1 (CuX) 1] ∞ ортогональных« ступенчатых »полимеров (N-основание =« одномерный ацето-нитрил, Бензонитрил-лиганд) ». Австралийский химический журнал. 42 (1): 79. Дои:10.1071 / CH9890079. ISSN 0004-9425.
  13. ^ Архиреева Т.М., Булычев Б.М., Сизов А.И., Соколова Т.А., Бельский В.К., Соловейчик Г.Л. (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 ". Неорганика Chimica Acta. 169 (1): 109–118. Дои:10.1016 / S0020-1693 (00) 82043-5.
  14. ^ Rosiak D, Okuniewski A, Chojnacki J (декабрь 2018 г.). «Ленты иодида меди (I), координированные с производными тиомочевины». Acta Crystallographica Раздел C. 74 (Pt 12): 1650–1655. Дои:10.1107 / S2053229618015620. PMID 30516149.
  15. ^ Клапарс А., Бухвальд С.Л. (декабрь 2002 г.). "Катализируемый медью галогенный обмен в арилгалогенидах: ароматическая реакция Финкельштейна". Журнал Американского химического общества. 124 (50): 14844–5. Дои:10.1021 / ja028865v. PMID 12475315.
  16. ^ Маршалл Дж. А., Сехон, Калифорния. «Изомеризация Β-алкинилаллильных спиртов в фураны, катализируемая нитратом серебра на силикагеле: 2-пентил-3-метил-5-гептилфуран». Органический синтез. 76: 263.
  17. ^ а б Чжан Дж., Ричардсон Х.В. (июнь 2000 г.). «Медные соединения». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. С. 1–31. Дои:10.1002 / 14356007.a07_567. ISBN 3527306730.
  18. ^ Ю М, Чен Л., Цзян Ф, Чжоу К., Лю Ц., Сунь Ц., Ли Х, Ян И, Хун М. (2017). «Катион-индуцированная стратегия к кластеру Cu6I7– в форме песочных часов и его регулируемая по цвету люминесценция». Химия материалов. 29 (19): 8093–8099. Дои:10.1021 / acs.chemmater.7b01790.
  19. ^ «Новые подходы и перспективы масштабируемости материалов для переноса дырок на основе меди для планарных перовскитных солнечных элементов». Журнал химии материалов C. Дои:10.1039 / c9tc04009a.

дальнейшее чтение

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

внешняя ссылка