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 | |
|---|---|
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| |
| 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 |
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| InChI |
|
| InChIKey | HUQISNLCWMVGCG-DFZHHIFOAJ |
| ChEBI | 53351 |
| RTECS | GB5425000 |
| 性質 | |
| 化學式 | CrCl3 |
| 莫耳質量 | 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
編輯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。
![{\displaystyle {\rm {[Cr(H_{2}O)_{6}]Cl_{3},[Cr(H_{2}O)_{5}Cl]\!\cdot \!Cl_{2}\!\cdot \!H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3a84aac13dec557b1220ec14bd279bf08916fa38)
![{\displaystyle {\rm {,[Cr(H_{2}O)_{4}Cl_{2}]Cl\!\cdot \!2H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5dbee9d6a05947d858ced186e707055fac0a1679)
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
編輯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。
![{\displaystyle {\rm {CrCl_{3}+3C_{5}H_{5}N\rightarrow [CrCl_{3}(C_{5}H_{5}N)_{3}]\,}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8c306b3ece0f20c8e67482993ab8846eb9318fdc)
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− 電漿的鹽類。
製備
編輯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。也可以用亞硫醯氯脫水。
水合三氯化鉻可由金屬鉻與鹽酸反應得到。
用途
編輯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
編輯- ^ 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
編輯- 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.