Нитрат меди(II) описывает любого члена семейства неорганических соединений с формулой Cu ( NO 3 ) 2 (H 2 O) x . Гидраты представляют собой синие твердые вещества . Безводный нитрат меди образует сине-зеленые кристаллы и возгоняется в вакууме при 150-200 °C. [5] [6] Обычные гидраты — это гемипентагидрат и тригидрат.
Гидратированный нитрат меди получают путем обработки металлической меди или ее оксида азотной кислотой : [7]
Те же соли можно получить, обрабатывая металлическую медь водным раствором нитрата серебра . Эта реакция иллюстрирует способность металлической меди восстанавливать ионы серебра.
В водном растворе гидраты существуют в виде аквакомплекса [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ . Такие комплексы очень лабильны и подвержены быстрому обмену лигандов из-за электронной конфигурации d 9 меди(II).
Попытка дегидратации любого из гидратированных нитратов меди(II) путем нагревания дает оксиды, а не Cu(NO 3 ) 2 . [6] При 80 °C гидраты преобразуются в «основной нитрат меди», Cu 2 (NO 3 )(OH) 3 , который преобразуется в CuO при 180 °C. [7] Используя эту реакционную способность, нитрат меди можно использовать для получения азотной кислоты , нагревая его до разложения и пропуская пары непосредственно в воду. Этот метод аналогичен последнему этапу в процессе Оствальда . Уравнения следующие:
Обработка растворов нитрата меди(II) трифенилфосфином , трифениларсином и трифенилстибином дает соответствующие комплексы меди(I) [Cu(EPh 3 ) 3 ]NO 3 (E = P, As, Sb; Ph = C 6 H 5 ). Лиганд группы V окисляется до оксида. [8]
Безводный Cu(NO 3 ) 2 является одним из немногих безводных нитратов переходных металлов. [9] Его нельзя получить с помощью реакций, содержащих или производящих воду. Вместо этого безводный Cu(NO 3 ) 2 образуется при обработке металлической меди тетраоксидом диазота : [6]
-nitrate-monomer-2D-dimensions.png/1280px-Copper(II)-nitrate-monomer-2D-dimensions.png)
Известны два полиморфа безводного нитрата меди(II), α и β. [6] Оба полиморфа представляют собой трехмерные координационные полимерные сети с бесконечными цепями центров меди(II) и нитратных групп. Форма α имеет только одно окружение Cu с координацией [4+1], [1] но форма β имеет два разных центра меди, один с [4+1] и один квадратный плоский. [2]
Сольват нитрометана также характеризуется «координацией [4+1]» с четырьмя короткими связями Cu-O длиной около 200 пм и одной более длинной связью в 240 пм. [10]
Нагревание твердого безводного нитрата меди(II) в вакууме до 150-200 °C приводит к сублимации и « крекингу » с образованием паров мономерных молекул нитрата меди(II). [6] [11] В паровой фазе молекула имеет два бидентатных нитратных лиганда. [12]
Было сообщено о пяти гидратах : моногидрат ( Cu(NO 3 ) 2 ·2H 2 O ), [2] сесквигидрат ( Cu(NO 3 ) 2 ·1,5H 2 O ), [13] гемипентагидрат ( Cu(NO 3 ) 2 ·2,5H 2 O ), [14] тригидрат ( Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O ), [15] и гексагидрат ( [Cu(OH 2 ) 6 ](NO 3 ) 2 . [16] Кристаллическая структура гексагидрата, по-видимому, показывает шесть почти равных расстояний Cu–O, не выявляя обычного эффекта искажения Яна-Теллера , которое в противном случае характерно для октаэдрических комплексов Cu(II). Это отсутствие эффекта было приписано сильным водородным связям , которые ограничивают эластичность связей Cu-O, но это, вероятно, из-за того, что никель был ошибочно идентифицирован как медь. в доработке.
Нитрат меди (II) находит множество применений, главным из которых является его преобразование в оксид меди (II) , который используется в качестве катализатора для различных процессов в органической химии . Его растворы используются в текстильной промышленности и полировальных средствах для других металлов. Нитраты меди встречаются в некоторых пиротехнических средствах . [7] Его часто используют в школьных лабораториях для демонстрации химических реакций гальванических элементов . Он является компонентом некоторых керамических глазурей и металлических патин.
Нитрат меди в сочетании с уксусным ангидридом является эффективным реагентом для нитрования ароматических соединений, известным как нитрование Менке . [17] Гидратированный нитрат меди, адсорбированный на глине, дает реагент под названием «Клейкоп». Полученная синяя глина используется в качестве суспензии, например, для окисления тиолов в дисульфиды . Клейкоп также используется для преобразования дитиоацеталей в карбонилы. [18] Родственный реагент на основе монтмориллонита оказался полезным для нитрования ароматических соединений. [19]
Нитрат меди (II) также может использоваться для электролиза меди в небольших масштабах с получением аммиака (NH 3 ) в качестве побочного продукта. [20]
Ни один минерал с идеальной формулой Cu(NO 3 ) или гидраты не известны. Ликасит, Cu 3 (NO 3 )(OH) 5 ·2H 2 O и буттгенбахит, Cu 19 (NO 3 ) 2 (OH) 32 Cl 4 ·2H 2 O являются родственными минералами. [21] [22]
Природные основные нитраты меди включают редкие минералы герхардтит и руаит, оба из которых являются полиморфами Cu2 (NO3 ) (OH) 3 . [23] [24] [25] Гораздо более сложной, основной, гидратированной и содержащей хлорид природной солью является буттгенбахит. [22] [25]
