كوبرات

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

الكوبرات هي فئة من المركبات التي تحتوي على ذرة أو ذرات نحاس (Cu) في أنيون . ويُشتق مصطلح "كوبرات" من كلمة "cuprum" اللاتينية التي تعني النحاس. وتظهر الكوبرات بشكل رئيسي في ثلاثة سياقات: مركبات النحاس العضوية الأنيونية ؛ ومعقدات التناسق الأنيونية غير العضوية ؛ وأكاسيد معقدة .

تتميز الكوبرات العضوية عادةً بالصيغة [ CuR₂ ] ⁻ ، التي تُشير إلى حالة أكسدة النحاس الأحادي (Cu(I)) ، حيث يمكن أن تكون إحدى مجموعات R على الأقل أي مجموعة عضوية . تُستخدم هذه المركبات بكثرة في التخليق العضوي ككواشف نيوكليوفيلية ضعيفة تُهاجم روابط π بشكل تفضيلي . ومن أمثلة الكوبرات العضوية أنيون ثنائي ميثيل كوبرات (I) [ Cu( CH₃ ) ₂ ] ⁻ .

تتنوع صيغ معقدات الكوبرات غير العضوية بشكل كبير. ومن الأمثلة على الكوبرات غير العضوية أنيون رباعي كلوريد الكوبرات (II) أو رباعي كلورو الكوبرات (II) ( [ CuCl4 ] 2− ) ، وهو عبارة عن ذرة نحاس (II) مرتبطة بأربعة أيونات كلوريد .

أملاح أكسيد الكوبرات هي مواد ذات بنية طبقية صيغتها العامة XYCu m O n ، وبعضها غير متكافئ كيميائياً. وتُعرف العديد من هذه المركبات بخصائصها فائقة التوصيل .

أكسيد النحاس

كوبرات البوتاسيوم

تُعرف العديد من مركبات النحاس الثلاثية المستقرة أو شبه المستقرة للفلزات القلوية، وجميعها أملاح للأنيون المتعدد [ CuO₂⁻ ] ₙ . وهي عوامل مؤكسدة قوية ، حيث تؤكسد الماء. [ 1 ] وتُنتج عادةً من خلال نشاط أكسجيني هائل . تُنتج الفلزات القلوية الأكبر من الصوديوم أملاحًا زرقاء داكنة، [ 2 ] [ 3 ] بينما يكون لون نحاس الصوديوم الثلاثي بنيًا محمرًا. [ 1 ]

يُعدّ نحاس البوتاسيوم (III) KCuO₂ أحد أبسط مركبات النحاسيات القائمة على الأكاسيد . [ 2 ] ومع ذلك، فإنّ KCuO₂ مركب غير متكافئ ، لذا فإنّ الصيغة الأكثر دقة هي KCuOₓ ، حيث x قريبة جدًا من 2. وهذا يُسبّب تكوّن عيوب في البنية البلورية ، ممّا يؤدي إلى ميل هذا المركب للاختزال . [ 3 ]

يُعدّ YBa₂Cu₃O₇ ، المعروف أيضًا باسم YBCO ، أحد أكثر مركبات النحاسيات غير العضوية دراسةً . وقد حظي هذا المركب النحاسي الأكسيدي باهتمام بحثي واسع النطاق نظرًا لقدرته على توصيل الكهرباء دون مقاومة عند درجات حرارة عالية نسبيًا . وهو يُعتبر المركب الأم لعائلة من الموصلات الفائقة النحاسية .

مجمعات التنسيق

يشكل النحاس العديد من معقدات التنسيق الأنيونية مع الروابط المشحونة سلبًا مثل السيانيد والهيدروكسيد والهاليدات، بالإضافة إلى الألكيل والأريل (انظر §  النحاسيات العضوية ).

النحاس (I)

تميل الكوبرات المحتوية على النحاس الأحادي إلى أن تكون عديمة اللون، مما يعكس تكوينها الإلكتروني d¹⁰ . تتراوح بنيتها بين الشكل الخطي ثنائي التناسق ، والشكل المثلثي المستوي ، والشكل الرباعي الأوجه . ومن الأمثلة على ذلك المركب الخطي [CuCl₂ ] ⁻ والمركب المثلثي المستوي [ CuCl₃ ] ²⁻ . [ 4 ] يُعطي السيانيد مركبات مماثلة ، بالإضافة إلى مركب رباعي سيانو النحاس الأحادي ثلاثي الأنيونات، [ Cu( CN ) ₄ ] ³⁻ . [ 5 ] يوجد ثنائي سيانو النحاس الأحادي، [ Cu(CN) ₂ ] ⁻ ، في كل من الأشكال الجزيئية والبوليمرية ، وذلك تبعًا للأيون المقابل . [ 6 ]

النحاس (II)

ملح السيزيوم لسداسي فلوروكوبرات (IV)

تشمل الكوبرات المحتوية على النحاس (II) ثلاثي كلورو النحاس (II)، [ CuCl₃ ] ⁻ ، وهو ثنائي، ورباعي كلورو النحاس (II) ذو الشكل المربع المستوي ، [ CuCl₄ ] ²⁻ ، وخماسي كلورو النحاس (II)، [ CuCl₅ ] ³⁻ . [ 7 ] [ 8 ] أما معقدات كلورو النحاس (II) ثلاثية التناسق فهي نادرة. [ 9 ]

تميل معقدات رباعي كلورو النحاس (II) إلى اتخاذ شكل رباعي الأوجه مسطح ذي لون برتقالي. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

يُعد رباعي هيدروكسي كوبرات الصوديوم (II) ( Na2 [ Cu(OH) 4 ] ) مثالاً على معقد هيدروكسيد متجانس (جميع الروابط متماثلة ) . [ 14 ]

Cu(OH) 2 + 2 NaOH → Na 2 [ Cu(OH) 4 ]

النحاس (III) والنحاس (IV)

يُعدّ كلٌّ من سداسي فلورو النحاس (III) [ CuF6 ] 3− وسداسي فلورو النحاس (IV) [ CuF6 ] 2− مثالين نادرين على معقدات النحاس (III) والنحاس (IV). وهما عاملان مؤكسدان قويان .

النحاسيات العضوية

هيكل إيثرات ثنائي فينيل الليثيوم (I)، 2 Ph 2 Cu] - Li + · 2 OEt 2 . [ 15 ]

تؤدي الكوبرات دورًا في التخليق العضوي . وهي دائمًا من نوع Cu(I)، على الرغم من استخدام وسائط Cu(II) أو حتى Cu(III) في بعض التفاعلات الكيميائية . غالبًا ما تكون الكوبرات العضوية ذات صيغ مثالية [ CuR₂ ] ⁻ و [ CuR₃ ] ²⁻ ، وكلاهما يحتوي على النحاس في حالة أكسدة +1 ، حيث R هي مجموعة ألكيل أو أريل . تُستخدم هذه الكواشف ككواشف ألكلة نيوكليوفيلية . [ 16 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 ماجي، جيه إس؛ وود، آر إتش (1965). "دراسات حول استقرار كوبرات الصوديوم (III)". المجلة الكندية للكيمياء . 43 (5): 1234-1237 . doi : 10.1139/v65-164 .
  2. 1 2 جي. براور، محرر (1963). "كوبرات البوتاسيوم (III)". دليل الكيمياء اللاعضوية التحضيرية . المجلد 2 ( الطبعة الثانية). نيويورك: أكاديميك برس. ص 1015.   
  3. 1 2 كوستا، جورجيو أ.؛ كايزر، إيلينا (1995). "الخواص البنيوية والحرارية لمركب النحاس القلوي KCuO 2 " . مجلة Thermochimica Acta . 269–270 : 591–598 . doi : 10.1016/0040-6031(95)02575-8 . تاريخ الاسترجاع: 20 يناير 2023 .
  4. ↑ ستريكر، ماريون؛ ليندر، توماس؛ أولكرز، بنيامين؛ سوندرماير، يورغ (2010). "السوائل الأيونية المحفزة القائمة على النحاس الأحادي/الثنائي، وبنيتها الصلبة المعدنية الرقائقية، ونشاطها التحفيزي في كربنة الميثانول التأكسدية". الكيمياء الخضراء . 12 (9): 1589. doi : 10.1039/c003948a .
  5. ↑ كروكر، سكوت؛ واسيلشن، رودريك إي. (1999). "دراسة الرنين المغناطيسي متعدد النوى لبلورات رباعي سيانو النحاس ثلاثي البوتاسيوم". المجلة الكندية للكيمياء . 77 (11): 1962-1972 . doi : 10.1139/v99-181 .
  6. ↑ بوماكر، غراهام أ.؛ هارتل، هانز؛ أوربان، فيكتوريا (2000). "البنية البلورية والتحليل الطيفي الاهتزازي لـ [NBu₄ ] [Cu(CN)X] (X = Br, I) و[NBu₄ ] [Cu₃ ( CN)₄]·CH₃CN " . الكيمياء اللاعضوية . 39 (20): 4548–4554 . doi : 10.1021/ic000399s .
  7. ↑ غرينوود، نورمان ن.؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN  978-0-08-037941-8.
  8. ↑ ويلت، روجر د.؛ بوتشر، روبرت إي.؛ لاندي، كريستوفر ب.؛ تواملي، بريندان (2006). "تبادل هاليدين في ثنائيات هاليد النحاس (II): (4,4′ - ثنائي بيريدينيوم)Cu₂Cl₆⁻xBRX " . بولي هيدرون . 25 ( 10 ): 2093-2100 . doi : 10.1016 /j.poly.2006.01.005 .
  9. ↑ هاسلغرين، كاترين؛ جاغنر، سوزان؛ دانس، إيان (2002). "أيون [Cu II X 3 ] − ثلاثي التناسق (X = Cl, Br)، محصور في بلورة جزيئية". مجلة الكيمياء الأوروبية . 8 (6): 1269-1278 . doi : 10.1002/1521-3765(20020315)8:6 < 1269::AID-CHEM1269 > 3.0.CO ; 2-9 . PMID 11921210 . 
  10. ↑ ماهوي، أ.؛ لاباسيه، ج.؛ موريه، ج.؛ سان غريغوار، ب. (1996). "رباعي إيثيل أمونيوم رباعي ميثيل أمونيوم رباعي كلورو كوبرات (II)، [(C₂H₅ ) ₄N ] [ (CH₃ ) ₄N ] [CuCl₄ ] ". مجلة أكتا كريستالوغرافيكا ، القسم ج . 52 (11): 2674-2676 . doi : 10.1107/S0108270196009031 .
  11. ↑ غييرمو مينغيز إسبالارغاس؛ لي برامر؛ جاكو فان دي ستريك؛ كينيث شانكلاند؛ ألاستير ج. فلورنس؛ هاري آدامز (2006). "الإخراج والامتصاص العكسي لجزيئات حمض الهيدروكلوريك بواسطة المواد الصلبة البلورية، والذي يتضمن انقسام وتكوين روابط التناسق". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 128 (30): 9584-9585 . doi : 10.1021/ja0625733 . PMID 16866484 . 
  12. ↑ كيلي، أ.؛ نالا، س.؛ بوند، م. ر. (2015). " التحول الطوري البنيوي من الشكل المربع المستوي إلى الشكل رباعي الأوجه المسطح في أملاح 1،2،6-ثلاثي ميثيل بيريدينيوم CuX₄²⁻ (حيث X = Cl، Br)" . Acta Crystallogr . B. 71 ( الجزء 1): 48–60 . doi : 10.1107/S205252061402664X . PMID 25643715 . 
  13. ↑ إيغون ويبرغ؛ نيلز ويبرغ؛ أرنولد فريدريك هولمان (2001). الكيمياء غير العضوية . دار النشر الأكاديمية. الصفحات 1252-1264 . ISBN  0-12-352651-5.
  14. ↑ براور، ج.، محرر. (1963). "رباعي هيدروكسوكوبرات الصوديوم (II)". دليل الكيمياء اللاعضوية التحضيرية . المجلد 1 ( الطبعة الثانية). نيويورك، نيويورك: دار النشر الأكاديمية. ص 1015.   
  15. ↑ لورينزن، نيس بيتر؛ فايس، إروين (1990). "تخليق وبنية ثنائي فينيل كوبرات الليثيوم: [{Li(OEt 2 )}(CuPh 2 )] 2 ". Angewandte Chemie International Edition in English . 29 (3): 300. doi : 10.1002/anie.199003001 .
  16. ↑ لويس س. هيغيدوس (1999). الفلزات الانتقالية في تركيب الجزيئات العضوية المعقدة . منشورات جامعة العلوم. الصفحات 61-65 . ISBN  1-891389-04-1.