三氯化釕
外觀
三氯化釕 | |
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識別 | |
CAS號 | 10049-08-8(無水) ![]() 13815-94-6(三水) ![]() 14898-67-0(水合) ![]() |
PubChem | 82323 |
ChemSpider | 74294 |
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | YBCAZPLXEGKKFM-DFZHHIFOAX |
RTECS | VM2650000 |
性質 | |
化學式 | RuCl3 |
摩爾質量 | 207.43 g/mol g·mol⁻¹ |
熔點 | >500 °C (分解) |
溶解性(水) | 能溶 |
結構 | |
晶體結構 | trigonal (RuCl3), hP8 |
空間群 | P3c1, No. 158 |
配位幾何 | 八面體 |
危險性 | |
歐盟編號 | 未列出 |
閃點 | 不易燃 |
相關物質 | |
其他陰離子 | 三溴化釕 |
其他陽離子 | 三氯化銠 三氯化鐵 三氯化鋨 |
相關化學品 | 四氧化釕 |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
三氯化釕,分子式為RuCl3。一般所指的「三氯化釕」多指三氯化釕的水合物RuCl3·xH2O。無水三氯化釕和它的水合物均為棕黑色固體。三氯化釕的水合物通常是三水合物。這是一種釕化學常用的起始原料,可合成多個重要的、可作為均相催化劑或催化劑前體的釕配合物。
製備方法及性質
[編輯]無水三氯化釕較少在反應中使用,通常可在氯氣和一氧化碳組成的混合氣(氯氣和一氧化碳的比例為4;1)氣氛中加熱金屬釕的粉末至700 °C來製得。產物以氣流的形式逸出反應裝置後冷卻結晶[1]。三氯化釕晶體有兩種晶形,黑色的α-RuCl3具有與三氯化鉻相同的晶體結構,兩個相鄰的釕原子間的距離較長,達到346 pm。棕黑色的亞穩態β-RuCl3的以六角形的八面體結構為基本單元進行結晶,六角形結構的基本單元之間通過兩兩共面形成無限延長的鏈狀結構,相鄰的兩個釕原子間的距離為283 pm。450–600 °C亞穩態的β-RuCl3不可逆地轉變為α-RuCl3。
氣態的三氯化釕在高溫下分解生成單質。
反應
[編輯]水合三氯化釕和次氯酸鈉水溶液反應,可以得到四氧化釕:
- 2RuCl3·xH2O + 8 NaClO → 2 RuO4 + 8 HCl + 3 Cl2 + 3 H2O
三氯化釕在硫氰酸鹽的濃溶液中可以形成紅色的配合物[2],它加熱變為紫色。[3]
三氯化釕和有機配體的反應
[編輯]- 2RuCl3·xH2O + 7 PPh3 → 2 RuCl2(PPh3)3 + OPPh3 + 5 H2O + 2 HCl
- 2 RuCl3·xH2O + 2 C6H8 → [RuCl2(C6H6)]2 + 6 H2O + 2 HCl + H2
配體苯可與其他芳烴比如六甲基苯發生配體交換[6]
- Ru(bipy)3Cl2可由2,2'-聯吡啶與三氯化釕的醇溶液反應得到
- RuCl3·xH2O + 3 bipy + 0.5 CH3CH2OH → [Ru(bipy)3]Cl2 + 3 H2O + 0.5 CH3CHO + HCl
- [(Cymene)RuCl2]2(或稱對傘花烴二氯化釕二聚體)可由水合三氯化釕與對異丙基甲苯在乙醇溶液中反應製得[7]
- 2 RuCl3·xH2O + 2 C10H16 + CH3CH2OH → [(Cymene)RuCl2]2 + 6 H2O + CH3CHO + 2 HCl
- RuCl(PPh3)2(η5-C5H5)可由水合三氯化釕和三苯基膦、環戊二烯在乙醇溶液中加熱反應得到[8]
- RuCl3·xH2O + 2 PPh3 + C5H6 + 0.5 C2H5OH → RuCl(PPh3)2(η5-C5H5) + 3 H2O + 0.5 CH3CHO + HCl
- Ru(C5H7O2)3,紅色、溶於苯的配合物,可有水合三氯化釕和乙酰丙酮在鹽酸和甲苯的混合溶液加熱回流反應得到[9][10][11]
- RuCl3·xH2O + 3 C5H8O2 → Ru(C5H7O2)3 + 3 H2O + 3 HCl
三氯化釕和一氧化碳反應
[編輯]與同族的鐵的氯化物幾乎不與一氧化碳反應的性質形成對比,水合氯化釕能與一氧化碳在溫和的條件下反應[12]。一氧化碳可將三價的氯化釕還原成黃色的二價釕物種。特別是在1atmCO氣氛下的水合三氯化釕的乙醇溶液中取決於具體反應條件的不同,會反應產生[Ru2Cl4(CO)4]、 [Ru2Cl4(CO)4]2-或[RuCl3(CO)3]-
- 3 RuCl3·xH2O + 4.5 Zn + 12 CO (高壓) → Ru3(CO)12 + 3 H2O + 4.5 ZnCl2
參考資料
[編輯]- ^ Remy, H.; Kühn, M. Beiträge zur Chemie der Platinmetalle. V. Thermischer Abbau des Ruthentrichlorids und des Ruthendioxyds. Z. Anorg. Chem. 1924, 137 (1): 365–388. doi:10.1002/zaac.19241370127.
- ^ Ruth Powers Yaffe. Thiocyanate, thiourea, and dithiooxamide complexes of ruthenium. Iowa State University, 1951. (Dissertation 14185)
- ^ 陳壽椿. 重要無機化學反應(第三版). 釕化合物的反應. pp 1165.
- ^ P.S. Hallman, T.A. Stephenson and G. Wilkinson, Inorg Synth., 1970, 12, 237
- ^ Bennett, M. A. & Smith, A. K. Arene ruthenium(II) complexes formed by dehydrogenation of cyclohexadienes with ruthenium(III) trichloride. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1974: 233–240. doi:10.1039/DT9740000233.
- ^ Bennett, M. A.; Huang, T. N.; Matheson, T. W. and Smith, A. K. (η6-Hexamethylbenzene)ruthenium Complexes. Inorg. Synth. Inorganic Syntheses. 1982, 21: 74–8. ISBN 978-0-470-13252-4. doi:10.1002/9780470132524.ch16.
- ^ Bennett, M. A.; Huang, T. N.; Matheson, T. W., Smith, A. K. Di-μ-chloro-bis[chloro-(η6-1-isopropyl-4-methylbenzene)ruthenium(II)]. Inorganic Syntheses. 1982, 21: 75.
- ^ M. BRUCE, C. Hahfeister, A. G. Swinger and R C. Wallis. Some η5-clcyopentadienylruthenium(II) Complexes Containing Triphenylphospine. Inorganic Syntheses. 1992, 21: 79–80.
- ^ A. Johnson and G. W. Everett. A Comparison of Proton and Deuteron Nuclear Magnetic Resonance of Some Paramagnetic Transition Metal Complexes. I. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94 (5): 1419–1425. doi:10.1021/ja00760a001.
- ^ 「Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie,」 8th ed, Ruthenium Erganzungsband, Verlag Chemie, Weinheim, 1970, p 468.
- ^ Philip A. Reynolds, Joe W. Cable, Alexander N. Sobolev and Brian N. Figgis. Structure, covalence and spin polarisation in tris(acetylacetonato)-ruthenium(III) studied by X-ray and polarised neutron diffraction. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1998: 559–569. doi:10.1039/A706681C.
- ^ Hill, A. F. "Simple" Ruthenium Carbonyls of Ruthenium: New Avenues from the Hieber Base Reaction. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39 (1): 130–134. PMID 10649352. doi:10.1002/(SICI)1521-3773(20000103)39:1<130::AID-ANIE130>3.0.CO;2-6.