مركبات النحاس

📅 آخر تحديث: ٢١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
عينة من أكسيد النحاس الأحادي .

يشكل النحاس مجموعة متنوعة من المركبات، عادةً بحالات أكسدة +1 و+2، والتي تُسمى غالبًا النحاسوز والنحاسيك على التوالي. [ 1 ] تُعزز مركبات النحاس ، سواء كانت معقدات عضوية أو مركبات عضوية فلزية ، أو تُحفز العديد من العمليات الكيميائية والبيولوجية. [ 2 ]

المركبات الثنائية

كما هو الحال مع العناصر الأخرى، فإن أبسط مركبات النحاس هي المركبات الثنائية، أي تلك التي تحتوي على عنصرين فقط، ومن أهم الأمثلة عليها الأكاسيد والكبريتيدات والهاليدات . ويُعرف كل من أكسيد النحاس الأحادي وأكسيد النحاس الثنائي . ومن بين كبريتيدات النحاس العديدة ، تشمل الأمثلة المهمة كبريتيد النحاس الأحادي وكبريتيد النحاس الثنائي .

تُعرف هاليدات النحاس الأحادي مع الفلور والكلور والبروم واليود، وكذلك هاليدات النحاس الثنائي مع الفلور والكلور والبروم . أما محاولات تحضير يوديد النحاس الثنائي فتنتج فقط يوديد النحاس الأحادي واليود. [ 1 ]

2 Cu 2+ + 4 I − → 2 CuI + I 2

كيمياء التناسق

يُعطي النحاس (II) لونًا أزرق داكنًا في وجود روابط الأمونيا. الرابطة المستخدمة هنا هي كبريتات رباعي أمين النحاس (II) .

معقدات النحاس-الأكسجين والنحاس-النيتروجين

يشكل النحاس معقدات تنسيقية مع العديد من الروابط المانحة للأكسجين والنيتروجين . في المحلول المائي، يوجد النحاس (II) على شكل [Cu(H)2 O)6 ] 2+يُظهر هذا المركب أسرع معدل لتبادل الماء (سرعة ارتباط وانفصال جزيئات الماء) مقارنةً بأي مركب مائي لعنصر انتقالي . يؤدي إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم المائي إلى ترسيب هيدروكسيد النحاس (II) الصلب ذي اللون الأزرق الفاتح . المعادلة المبسطة هي:

مخطط بوربيه للنحاس في وسط غير معقد (لا تُؤخذ الأنيونات الأخرى غير OH− في الاعتبار). تركيز الأيونات 0.001  مول/كجم ماء. درجة الحرارة 25  درجة مئوية.
Cu 2+ + 2 OH − → Cu(OH) 2

ينتج عن الأمونيا المائية نفس الراسب. عند إضافة كمية زائدة من الأمونيا، يذوب الراسب مكونًا كاشف شفايتزر ، الذي يحتوي على رباعي أمين النحاس (II):

Cu(H2 O)4 (OH)2 + 4 NH3→[Cu(H2 O)2 (NH3 )4 ] 2++ 2 H 2 O + 2 OH −

تُشكّل العديد من الأنيونات الأكسجينية الأخرى مركبات معقدة، ومنها أسيتات النحاس الثنائي ، ونترات النحاس الثنائي ، وكربونات النحاس الثنائي . أما كبريتات النحاس الثنائي فتُشكّل بلورات زرقاء خماسية الهيدرات ، وهي أكثر مركبات النحاس شيوعًا في المختبر. وتُستخدم في مبيد فطري يُسمى خليط بوردو . [ 3 ]

نموذج الكرة والعصا للمركب [Cu(NH 3 ) 4 (H 2 O) 2 ] 2+ ، يوضح هندسة التنسيق الثمانية السطوح الشائعة للنحاس (II).

تتفاعل البوليولات ، وهي مركبات تحتوي على أكثر من مجموعة وظيفية كحولية ، بشكل عام مع أملاح النحاس الثنائي. على سبيل المثال، تُستخدم أملاح النحاس للكشف عن السكريات المختزلة . تحديدًا، باستخدام كاشف بنديكت ومحلول فهلنج ، يُشير تغير اللون من الأزرق (Cu(II)) إلى الأحمر (أكسيد النحاس الأحادي) إلى وجود السكر. [ 4 ] يعمل كاشف شفايتزر والمركبات المشابهة له مع الإيثيلين ديامين والأمينات الأخرى على إذابة السليلوز . [ 5 ] تُشكل الأحماض الأمينية، مثل السيستين، مركبات مخلبية مستقرة للغاية مع النحاس الثنائي. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] توجد العديد من الاختبارات الكيميائية الرطبة للكشف عن أيونات النحاس، أحدها يستخدم فيروسيانيد البوتاسيوم ، والذي يُعطي راسبًا بنيًا مع أملاح النحاس الثنائي.

يختلف الشكل الهندسي الجزيئي باختلاف الرابطة وحالة أكسدة النحاس. عادةً ما تكون معقدات النحاس الأحادي ثنائية التناسق خطية، وثلاثية التناسق مثلثية مستوية، ورباعية التناسق رباعية الأوجه، بينما تكون معقدات النحاس الثنائي ثمانية الأوجه عادةً. [ 9 ]

مركبات النحاس-X

يشكل النحاس أيضًا معقدات مع الهاليدات . في Cs₂CuCl₄ ، يُظهر CuCl₄²⁻ هندسة رباعية الأوجه مشوهة (مسطحة)، بينما في [Pt(NH₃ ) ₄ ] [ CuCl₄ ] ، يتخذ شكلًا مستويًا. كما يُعرف CuBr³⁻ الأخضر وCuBr₄²⁻ البنفسجي. [ 10 ] يشكل النحاس أحادي التكافؤ عناقيد CuₙXₙ المضيئة ( حيث X = Br، Cl، I)، والتي تُظهر خصائص بصرية متنوعة. [ 11 ] [ 12 ]

كيمياء النحاس العضوية

تُعرف المركبات التي تحتوي على رابطة كربون-نحاس باسم مركبات النحاس العضوية. وهي شديدة التفاعل مع الأكسجين لتكوين أكسيد النحاس الأحادي، ولها استخدامات عديدة في الكيمياء . تُصنّع هذه المركبات بمعالجة مركبات النحاس الأحادي بكواشف غرينيارد ، أو الألكينات الطرفية ، أو كواشف الليثيوم العضوية ؛ [ 13 ] وعلى وجه الخصوص، ينتج عن التفاعل الأخير كاشف غيلمان . يمكن لهذه المركبات أن تخضع لتفاعلات استبدال مع هاليدات الألكيل لتكوين نواتج اقتران ؛ ولذلك، فهي مهمة في مجال التخليق العضوي . يُعد أسيتيليد النحاس الأحادي شديد الحساسية للصدمات، ولكنه وسيط في تفاعلات مثل اقتران كاديوت-تشودكيفيتش [ 14 ] واقتران سونوغاشيرا . [ 15 ] كما يمكن تحقيق الإضافة المرافقة إلى الإينونات [ 16 ] وكربونة الألكينات [ 17 ] باستخدام مركبات النحاس العضوية . يشكل النحاس (I) مجموعة متنوعة من المركبات الضعيفة مع الألكينات وأول أكسيد الكربون ، وخاصة في وجود روابط الأمين. [ 18 ]

النحاس (III) والنحاس (IV)

يوجد النحاس الثلاثي (Cu(III)) غالبًا في الأكاسيد. ومن الأمثلة البسيطة على ذلك نحاس البوتاسيوم (KCuO₂ ) ، وهو مادة صلبة زرقاء داكنة. [ 19 ] تُعد الموصلات الفائقة النحاسية من أكثر مركبات النحاس الثلاثي دراسةً . يتكون أكسيد الإيتريوم والباريوم والنحاس (YBa₂Cu₃O₇ ) من مراكز Cu(II) وCu(III). ومثل الأكسيد، يُعد الفلوريد أنيونًا قاعديًا قويًا [ 20 ] ، ومن المعروف أنه يُثبّت أيونات المعادن في حالات الأكسدة العالية. ومن المعروف وجود فلوريدات النحاس الثلاثي (K₃CuF₆ ) وفلوريدات النحاس الرباعي ( Cs₂CuF₆ ) على التوالي. [ 1 ]

تُشكّل بعض البروتينات النحاسية معقدات أوكسو ، والتي تحتوي أيضاً على النحاس (III). [ 21 ] أما مع الببتيدات الرباعية ، فتُثبّت معقدات النحاس (III) ذات اللون الأرجواني بواسطة روابط الأميد منزوعة البروتون . [ 22 ]

توجد معقدات النحاس (III) أيضًا كمركبات وسيطة في تفاعلات مركبات النحاس العضوية. [ 23 ] على سبيل المثال، في تفاعل خاراش-سوسنوفسكي .

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 هولمان، أ. ف.؛ ويبرغ، ن. (2001). الكيمياء غير العضوية . سان دييغو: أكاديميك برس. ISBN 978-0-12-352651-9.
  2. ↑ تراميل، راشيل؛ رجب مقدم، خاشايار؛ غارسيا-بوش، إسحاق (30 يناير 2019). "تفعيل الجزيئات العضوية بواسطة النحاس: من أنظمة نموذجية ذات صلة بيولوجية Cu/O2 إلى تحولات عضوية فلزية" . مراجعات كيميائية . 119 (4): 2954-3031 . doi : 10.1021/acs.chemrev.8b00368 . PMC 6571019. PMID 30698952 .  
  3. ↑ وايلي-في سي إتش (2 أبريل 2007). "مبيدات الفطريات غير الجهازية (الملامسة)" . كيماويات أولمان الزراعية . وايلي. ص 623. ISBN  978-3-527-31604-5.
  4. ↑ رالف ل. شرينر، كريستين ك. ف. هيرمان، تيرينس س. موريل، ديفيد ي. كورتين، رينولد س. فوسون، "التحديد المنهجي للمركبات العضوية"، الطبعة الثامنة، جون وايلي، هوبوكين. ISBN 0-471-21503-1
  5. ↑ سالفاختر، كاي؛ بورشارد، والتر؛ كلوفرز، بيتر؛ كيتنباخ، جي؛ ماير، بيتر؛ كليم، ديتر؛ دوغارما، ساران (2000). "محاليل السليلوز في الماء التي تحتوي على مركبات معدنية". الجزيئات الكبيرة . 33 (11): 4094-4107 . Bibcode : 2000MaMol..33.4094S . CiteSeerX 10.1.1.951.5219 . doi : 10.1021/ma991893m . 
  6. ↑ ديودهار، س.، هاكابي، ج.، ديلاهوساي، م.، ودي كوستر، م.أ.، أغسطس 2014. مركبات نانوية حيوية معدنية ذات نسبة أبعاد عالية للتفاعلات الخلوية. في سلسلة مؤتمرات IOP: علوم وهندسة المواد (المجلد 64، العدد 1، ص. 012014). https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/64/1/012014/meta
  7. ↑ كيلي، كيه سي، واسرمان، جيه آر، ديودهار، إس، هاكابي، جيه، ودي كوستر، إم إيه، 2015. توليد مركبات نانوية معدنية قابلة للتطوير ذات نسبة أبعاد عالية في وسط سائل بيولوجي. مجلة التجارب المصورة، (101)، ص. e52901. https://www.jove.com/t/52901/generation-scalable-metallic-high-aspect-ratio-nanocomposites
  8. ↑ كاران، أ.، داردر، م.، كانساكار، يو.، نوركروس، ز.، ودي كوستر، م.أ.، 2018. دمج هجين حيوي يحتوي على النحاس (CuHARS) مع السليلوز للتحلل اللاحق والتحكم الحيوي الطبي. المجلة الدولية للبحوث البيئية والصحة العامة، 15(5)، ص 844. https://www.mdpi.com/1660-4601/15/5/844
  9. ↑ كونري، ريبيكا ر. (2005). "النحاس: الكيمياء غير العضوية والتناسقية. استنادًا جزئيًا إلى مقالة "النحاس: الكيمياء غير العضوية والتناسقية" لريبيكا ر. كونري وكينيث د. كارلين، المنشورة في موسوعة الكيمياء غير العضوية، الطبعة الأولى ". موسوعة الكيمياء غير العضوية . doi : 10.1002/0470862106.ia052 . ISBN 978-0-470-86078-6.
  10. ↑ آر. إيه. هاولد؛ دي. بي. كيتون (1966). "أطياف نقل الشحنة وبنية معقدات هاليد النحاس (II)". مجلة سبيكتروكيميكا أكتا . 22 (7): 1211-1222 . رمز Bibcode : 1966AcSpe..22.1211H . doi : 10.1016/0371-1951(66)80024-3 .{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  11. ^ أبراهام منساه. خوان خوان شاو؛ جيان لينغ ني؛ غوانغ جون لي؛ فانغ مينغ وانغ؛ لي تشوانغ تشن (2022). "التقدم الأخير في مجمعات هاليد النحاس (I) المضيئة: مراجعة مصغرة" . الحدود في الكيمياء . 9 816363: 1127. بيب كود : 2022FrCh ....9.1127W . دوى : 10.3389/fchem.2021.816363 . بمك 8822502 . بميد 35145957 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  12. ↑ هيرومي أراكي، كيوشي تسوجي، يويتشي ساساكي، شوجي إيشيزاكا، ونوبورو كيتامورا (2005). "تألق يتراوح من الأحمر إلى الأزرق: سلسلة من معقدات هاليد النحاس (I) ذات وحدات معينية {Cu2(μ-X)2} (حيث X = Br و I) مع روابط N-غير متجانسة عطرية". الكيمياء غير العضوية 44 (26): 9667-9675 . doi : 10.1021/ic0510359 . PMID 16363835 . {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  13. ^ “كيمياء النحاس العضوي الحديثة” نوربرت كراوس، إد.، Wiley-VCH، Weinheim، 2002. ISBN 978-3-527-29773-3.
  14. ↑ بيرنا، خوسيه؛ غولدوب، ستيفن؛ لي، آي-لان؛ لي، ديفيد؛ سايمز، مارك؛ تيوبالدي، جيلبرتو؛ زيربيتو، فرانسيسكو (26 مايو 2008). "تخليق الروتاكسانات والمكوكات الجزيئية القابلة للتبديل باستخدام قالب كاديوت-تشودكيفيتش النشط مع تفاعلات ضعيفة بين المكونات". Angewandte Chemie . 120 (23): 4464–4468 . Bibcode : 2008AngCh.120.4464B . doi : 10.1002/ange.200800891 .
  15. ↑ رافائيل تشينشيلا وكارمن ناجيرا (2007). "تفاعل سونوجاشيرا: منهجية مزدهرة في الكيمياء العضوية التركيبية". مراجعات كيميائية . 107 (3): 874-922 . doi : 10.1021/cr050992x . PMID 17305399 . 
  16. ↑ "إضافة مركب إيثيل النحاس إلى 1-أوكتين: (E)-5-إيثيل-1،4-أونديكاديين". التخليق العضوي . 64 : 1. 1986. doi : 10.15227/orgsyn.064.0001 .
  17. ↑ خاراش، م.س.؛ تاوني، ب.و. (1941). "العوامل المحددة لمسار وآليات تفاعلات غرينيارد. الجزء الثاني: تأثير المركبات المعدنية على التفاعل بين إيزوفورون وبروميد ميثيل المغنيسيوم". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 63 (9): 2308-2316 . Bibcode : 1941JAChS..63.2308K . doi : 10.1021/ja01854a005 .
  18. ↑ إيماي، ساداكو؛ فوجيساوا، كيوشي؛ كوباياشي، تاكاكو؛ شيراساوا، نوبوهيكو؛ فوجي، هيروشي؛ يوشيمورا، تيتسوهيكو؛ كيتاجيما، نوبوماسا؛ مورو-أوكا، يوشيهيكو (1998). " دراسة الرنين النووي المغناطيسي للنحاس -63 لمركبات كربونيل النحاس (I) مع بورات هيدروتريس (بيرازوليل) المختلفة: العلاقة بين الإزاحات الكيميائية للنحاس-63 واهتزازات تمدد رابطة الكربونيل". الكيمياء اللاعضوية . 37 (12): 3066-3070 . doi : 10.1021/ic970138r .
  19. ↑ جي. براور، محرر (1963). "كوبرات البوتاسيوم (III)". دليل الكيمياء اللاعضوية التحضيرية . المجلد 1 ( الطبعة الثانية). نيويورك: أكاديميك برس. ص 1015.   
  20. ↑ شفيسينجر، راينهارد؛ لينك، راينهارد؛ وينزل، بيتر؛ كوسيك، سيباستيان (2006). "فلوريدات الفوسفازينيوم اللامائية كمصادر لأيونات الفلوريد شديدة التفاعل في المحلول". الكيمياء: مجلة أوروبية . 12 (2): 438-445 . Bibcode : 2006ChEuJ..12..438S . doi : 10.1002/chem.200500838 . PMID 16196062 . 
  21. ↑ لويس، إي. أ.؛ تولمان، دبليو. بي. (2004). "تفاعلية أنظمة الأكسجين-النحاس". مراجعات كيميائية . 104 (2): 1047-1076 . doi : 10.1021/cr020633r . PMID 14871149 . 
  22. ↑ ماكدونالد، إم آر؛ فريدريكس، إف سي؛ مارجيروم، دي دبليو (1997). "توصيف معقدات النحاس (III) مع رباعي الببتيد مع الهيستيدين كبقايا ثالثة". الكيمياء اللاعضوية . 36 (14): 3119-3124 . doi : 10.1021/ic9608713 . PMID 11669966 . 
  23. ↑ غرينوود، نورمان ن .؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. ص 1187. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN   978-0-08-037941-8.