كلوريد الكروم (III)

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

كلوريد الكروم الثلاثي ( يُسمى أيضًا كلوريد الكروميك أو ثلاثي كلوريد الكروم ) مركب كيميائي غير عضوي صيغته الكيميائية CrCl₃ . يُشكّل هذا الملح البلوري عدة هيدرات بصيغة CrCl₃ · nH₂O ، من بينها هيدرات حيث n يمكن أن تكون 5 (كلوريد الكروم الثلاثي خماسي الهيدرات CrCl₃ · 5H₂O ) أو 6 (كلوريد الكروم الثلاثي سداسي الهيدرات CrCl₃ · 6H₂O ) . المركب اللامائي ذو الصيغة CrCl₃ عبارة عن بلورات بنفسجية ، بينما الشكل الأكثر شيوعًا لكلوريد الكروم الثلاثي هو بلورات خضراء داكنة من سداسي الهيدرات CrCl₃ · 6H₂O . تُستخدم كلوريدات الكروم كعوامل محفزة وكمواد أولية لأصباغ الصوف .

بناء

يتخذ كلوريد الكروم (III) اللامائي بنية YCl₃ ، [ 6 ] حيث تشغل أيونات Cr³⁺ ثلث الفراغات الثمانية السطوح في طبقات متناوبة من شبكة شبه مكعبة متراصة من أيونات Cl⁻ . يؤدي غياب الكاتيونات في الطبقات المتناوبة إلى روابط ضعيفة بين الطبقات المتجاورة. لهذا السبب، تنفصل بلورات CrCl₃ بسهولة على طول المستويات بين الطبقات، مما ينتج عنه مظهر رقائقي ( ميكاوي ) لعينات كلوريد الكروم (III). [ 7 ] [ 8 ] يمكن تقشير CrCl₃ اللامائي حتى حد الطبقة الأحادية. [ 6 ] عند ضغطه إلى 9.9 جيجا باسكال، فإنه يخضع لانتقال طوري. [ 9 ]

هيدرات كلوريد الكروم (III)

تُظهر كلوريدات الكروم (III) المائية خاصيةً غير مألوفة نوعًا ما، وهي وجودها في عدد من الأشكال الكيميائية المتميزة (المتزامرات)، والتي تختلف من حيث عدد أيونات الكلوريد المرتبطة بالكروم (III) وماء التبلور . توجد هذه الأشكال المختلفة في كلٍّ من الحالة الصلبة والمحاليل المائية . يُعرف العديد من أفراد سلسلة [ CrCl₃⁻q (H₂O ) ₙ ] q⁺ . ويمكن وصف المركب السداسي المائي الشائع بدقة أكبر على أنه [ CrCl₂ ( H₂O ) ₄ ] Cl · 2H₂O . ويتكون هذا المركب من الكاتيون trans- [ CrCl₂ ( H₂O ) ₄ ] ⁺ وجزيئات ماء إضافية وأيون كلوريد في الشبكة البلورية . [ 10 ] هناك نوعان آخران من الهيدرات معروفان، وهما [ CrCl(H 2 O) 5 ]Cl 2 · H 2 O ذو اللون الأخضر الباهت و [ Cr(H 2 O) 6 ]Cl 3 ذو اللون البنفسجي . ويُلاحظ تماثل مماثل في عملية التميؤ مع مركبات الكروم (III) الأخرى.

تحضير

يمكن تحضير كلوريد الكروم (III) اللامائي عن طريق كلورة معدن الكروم مباشرة، أو بشكل غير مباشر عن طريق الكلورة الكربونية الحرارية لأكسيد الكروم (III) عند 650-800  درجة مئوية [ 11 ] [ 12 ]

Cr 2 O 3 + 3 C + 3 Cl 2 → 2 CrCl 3 + 3 CO

يتم تحضير الكلوريدات المائية عن طريق معالجة الكرومات بحمض الهيدروكلوريك والميثانول المائي.

ردود الفعل

تُعدّ معدلات التفاعل البطيئة شائعة في معقدات الكروم الثلاثي. ويمكن تفسير انخفاض تفاعلية أيون الكروم الثلاثي d³⁺ باستخدام نظرية المجال البلوري . إحدى طرق جعل CrCl₃ قابلاً للاستبدال في المحلول هي اختزال حتى كمية ضئيلة منه إلى CrCl₂ ، على سبيل المثال باستخدام الزنك في حمض الهيدروكلوريك . يخضع مركب الكروم الثنائي هذا للاستبدال بسهولة، ويمكنه تبادل الإلكترونات مع CrCl₃ عبر جسر الكلوريد ، مما يسمح لـ CrCl₃ بالتفاعل بسرعة. بوجود بعض الكروم الثنائي، يذوب CrCl₃ الصلب بسرعة في الماء. وبالمثل، تتسارع تفاعلات استبدال الليجاند في محاليل [ CrCl₂ ( H₂O ) ₄ ] ⁺ بواسطة محفزات الكروم الثنائي.

مع كلوريدات المعادن القلوية المنصهرة مثل كلوريد البوتاسيوم ، يعطي CrCl 3 أملاحًا من النوع M 3 [ CrCl 6 ] و K 3 [ Cr 2 Cl 9 ] ، وهو أيضًا ثماني السطوح ولكن حيث يرتبط الكرومان عبر ثلاثة جسور من الكلوريد.

يمكن أيضًا تجفيف الهيكساهيدرات باستخدام كلوريد الثيونيل : [ 13 ]

CrCl 3 · 6H 2 O + 6 SOCl 2 → CrCl 3 + 6 SO 2 + 12 حمض الهيدروكلوريك

مركبات مع روابط عضوية

يُعدّ CrCl₃ حمض لويس ، ويُصنّف على أنه "صلب" وفقًا لنظرية الأحماض والقواعد الصلبة واللينة . يُشكّل مجموعة متنوعة من المركبات الإضافية من النوع [ CrCl₃L₃ ] q⁺ ، حيث L قاعدة لويس . على سبيل المثال ، يتفاعل مع البيريدين ( C₅H₅N ) لتكوين معقد البيريدين التالي :

CrCl 3 + 3 C 5 H 5 N → CrCl 3 (C 5 H 5 N) 3

المعالجة باستخدام كلوريد ثلاثي ميثيل السيليل في رباعي هيدروفيوران تعطي مركب رباعي هيدروفيوران اللامائي: [ 14 ]

CrCl 3 · 6H 2 O + 12 (CH 3 ) 3 SiCl → CrCl 3 (THF) 3 + 6 ((CH 3 ) 3 Si) 2 O + 12 حمض الهيدروكلوريك

مادة أولية لمركبات الكروم العضوية

يستخدم كلوريد الكروم (III) كمادة أولية للعديد من مركبات الكروم العضوية ، على سبيل المثال ثنائي (بنزين) الكروم ، وهو نظير للفيروسين :

تحفز معقدات الفوسفين المشتقة من CrCl3 عملية التثليث للإيثيلين إلى 1-هكسين . [ 15 ] [ 16 ]

الاستخدام في التخليق العضوي

يُستخدم كلوريد الكروم الثلاثي (CrCl₃) في التخليق العضوي لتحضير كلوريد الكروم الثنائي (II) في الموقع ، وهو كاشف لاختزال هاليدات الألكيل ولتخليق هاليدات الألكينيل ( E ). يُجرى التفاعل عادةً باستخدام مولين من CrCl₃ لكل مول من هيدريد الليثيوم والألومنيوم ، ولكن في حال توفرت ظروف حمضية مائية مناسبة، قد يكون الزنك وحمض الهيدروكلوريك كافيين.

كما تم استخدام كلوريد الكروم (III) كحمض لويس في التفاعلات العضوية، على سبيل المثال لتحفيز تفاعل ديلز-ألدر النيتروزو . [ 17 ]

الأصباغ

تُستخدم العديد من الأصباغ المحتوية على الكروم تجارياً في صناعة الصوف. ومن الأصباغ النموذجية ثلاثي أريل الميثانات التي تتكون من مشتقات حمض أورثو-هيدروكسيل بنزويك. [ 18 ]

احتياطات

على الرغم من أن الكروم ثلاثي التكافؤ أقل سمية بكثير من الكروم سداسي التكافؤ ، إلا أن أملاح الكروم تعتبر سامة بشكل عام.

مراجع

  1. ↑ "تسامي كلوريد الكروم (III)، 99 10025-73-7" .
  2. ↑ "كلوريد الكروم (III) سداسي الهيدرات Technipur™ | Sigma-Aldrich" . تم الاسترجاع في 16 أغسطس 2022 .
  3. ↑ صحيفة بيانات سلامة المواد (MSDS) الخاصة بشركة كاميو كيميكالز
  4. ↑ "مركبات الكروم (III) [ على هيئة Cr(III) ] " . تركيزات تشكل خطراً فورياً على الحياة أو الصحة . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية .
  5. 1 2 3 دليل الجيب الخاص بالمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) حول المخاطر الكيميائية. "#0141" . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH).
  6. 1 2 كاظم، س؛ علي، م؛ باليشي، س؛ دوليمبيو، جي؛ ماستريبوليتو، د؛ بوليتانو، أ؛ جونيلا، ر؛ دي سيكو، أ؛ رينزلي، م؛ موتشيا، ج؛ كاسيوبو، الزراعة العضوية؛ ألفونسيتي، آر؛ ستريشالسكا نوفاك، J؛ كليمشوك، تي؛ جي كافا، آر (2020-07-06). "التقشير الميكانيكي وتحديد رقم الطبقة لـ CrCl 3 أحادي البلورة " . تكنولوجيا النانو . 31 (39): 395706. دوى : 10.1088/1361-6528/ab7de6 . اتش دي ال : 11581/438597 . ISSN 0957-4484 . 
  7. ↑ غرينوود، نورمان ن.؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. ص 1020. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN   978-0-08-037941-8.
  8. ↑ AF Wells, Structural Inorganic Chemistry , 5th ed., Oxford University Press, Oxford, UK, 1984.
  9. ↑ ميلينغ هونغ (2022). "التحول الطوري البنيوي الناتج عن الضغط والتمعدن لمركب CrCl3 في بيئات هيدروستاتيكية مختلفة تصل إلى 50.0 جيجا باسكال". الكيمياء غير العضوية . 61 (12): 4852-4864 . doi : 10.1021/acs.inorgchem.1c03486 . PMID 35289613. S2CID 247452267 .  
  10. ↑ إيان ج. دانس، هانز س. فريمان، "البنية البلورية لثنائي هيدرات كلوريد ثنائي كلورو رباعي أكوا الكروم (III): تميؤ أيونات الفلزات الأولية والثانوية"، الكيمياء اللاعضوية 1965، المجلد 4، 1555-1561. doi : 10.1021/ic50033a006
  11. ↑ د. نيكولز، المركبات وعناصر الصف الأول الانتقالية ، مطبعة ماكميلان، لندن، 1973.
  12. ^ براور، جورج (1965) [1962]. Handbuch Der Präparativen Anorganischen Chemie [ دليل الكيمياء غير العضوية التحضيرية ] (باللغة الألمانية). المجلد. 2. شتوتغارت؛ نيويورك، نيويورك: دار فرديناند إنكه؛ الصحافة الأكاديمية، وشركة ص. 1340. ردمك   978-0-32316129-9تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يناير 2014 .
  13. ↑ براي، أ.ب. (1990). "كلوريدات المعادن اللامائية". التخليق غير العضوي . التخليق غير العضوي. المجلد 28. الصفحات 321-322 . doi : 10.1002/9780470132401.ch36 . ISBN   9780470132401.
  14. ↑ بودجوك، فيليب؛ سو، جيونغ-هو (1992). "كلوريدات المعادن اللامائية المذابة وغير المذابة من هيدرات كلوريد المعادن". التخليق غير العضوي . التخليق غير العضوي. المجلد 29. الصفحات 108-111 . doi : 10.1002/9780470132609.ch26 . ISBN   9780470132609.
  15. ↑ جون ت. ديكسون، مايك ج. غرين، فيونا م. هيس، ديفيد هـ. مورغان، "تطورات في عملية التثليث الانتقائي للإيثيلين - نظرة عامة نقدية"، مجلة الكيمياء العضوية المعدنية، 2004، المجلد 689، الصفحات 3641-3668. doi : 10.1016/j.jorganchem.2004.06.008
  16. ↑ فينغ تشنغ، أكيلا سيفاراماكريشنا، جون ر. موس، "دراسات حرارية على مركبات الميتالاسيكلوألكان"، مجلة مراجعات كيمياء التناسق، 2007، المجلد 251، 2056-2071. doi : 10.1016/j.ccr.2007.04.008
  17. ↑ كالفيت، ج.؛ دوسوسوا، م.؛ بلانشارد، ن.؛ كوكلوفسكي، س. (2004). "إضافة حلقية غير متجانسة من نوع ديلز-ألدر محفزة بحمض لويس لمركبات α-أسيتوكسي نيتروزو ديينوفيلية". رسائل عضوية . 6 (14): 2449-2451 . doi : 10.1021/ol0491336 . PMID 15228301 . 
  18. ↑ توماس جيسنر وأودو ماير "أصباغ ترياريل ميثان ودياريلميثان" في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية 2002، وايلي-VCH ، واينهايم. دوى : 10.1002/14356007.a27_179

للمزيد من القراءة

  • كتيب الكيمياء والفيزياء ، الطبعة 71، دار نشر CRC، آن أربور، ميشيغان، 1990.
  • فهرس ميرك ، الطبعة السابعة، شركة ميرك وشركاه، راهواي، نيو جيرسي، الولايات المتحدة الأمريكية، 1960.
  • ج. مارش، الكيمياء العضوية المتقدمة ، الطبعة الرابعة، ص  723، وايلي، نيويورك، 1992.
  • K. Takai, في كتيب الكواشف للتخليق العضوي، المجلد 1: الكواشف والمواد المساعدة والمحفزات لتكوين رابطة CC ، (RM Coates، SE Denmark، المحررون)، الصفحات  206-211، Wiley، نيويورك، 1999.