Đồng acetylide là một hợp chất nhị phân cơ kim. Công thức này đã được khoa học biết đến ít nhất từ năm 1856. Trong tinh thể, nó tạo thành monohydrat có công thức Cu2C2× H2O. Nhiệt không ổn định, nổ khi đun nóng.
Tòa nhà
Đồng axetylen là một hợp chất nhị phân. Có thể phân biệt một cách có điều kiện trong nó một phần mang điện âm - anion C2−2, và một phần tích điện dương - cation đồng Cu +. Trong thực tế, sự phân chia như vậy là có điều kiện: trong hợp chất chỉ có một phần nhỏ của liên kết ion, mặc dù nó lớn hơn so với liên kết H-C≡. Nhưng liên kết này cũng có cực mạnh (đối với liên kết cộng hóa trị) do nguyên tử cacbon với một liên kết ba ở dạng lai hóa sp - độ âm điện tương đối của nó lớn hơn trong sp3 3lai hóa (liên kết đơn) hoặc sp2(liên kết đôi). Đây là điều làm cho cacbon trong axetylen tương đối dễ dàng tách nguyên tử hydro ra khỏi chính nó và thay thế nó bằng một nguyên tử kim loại, nghĩa là thể hiện các đặc tính vốn có của axit.
Nhận
Cách phổ biến nhất để thu được đồng axetilen trong phòng thí nghiệm là cho axetilen ở thể khí đi qua dung dịch amoniac gồm đồng (I) clorua. Kết quả là, một kết tủa không tan của axetylen màu đỏ được tạo thành.
Thay vì đồng (I) clorua, bạn cũng có thể sử dụng hiđroxit của nó là Cu2O. Trong cả hai trường hợp, điều quan trọng là phản ứng thực tế là với phức amoniac đồng.
Tính chất vật lý
Đồng axetylen ở dạng tinh khiết - tinh thể màu nâu đỏ sẫm. Trên thực tế, đây là một monohydrat - trong trầm tích, mỗi phân tử axetylen tương ứng với một phân tử nước (được viết là Cu2C2× H2O). Axetylen đồng khô rất dễ nổ: nó có thể phát nổ khi bị nung nóng (nó kém bền nhiệt hơn so với bạc axetylen), cũng như khi chịu áp lực cơ học, chẳng hạn như khi va chạm.
Nhân dịp này, có một giả thiết cho rằng ống đồng trong ngành công nghiệp hóa chất rất nguy hiểm, vì trong quá trình hoạt động lâu dài, acetylenide được hình thành bên trong, sau đó có thể dẫn đến nổ mạnh. Điều này đặc biệt đúng đối với ngành công nghiệp hóa dầu, nơi đồng, cũng như axetylen của nó, cũng được sử dụng làm chất xúc tác, điều này làm tăng mức độ rủi ro.
Tính chất hóa học
Chúng ta đã nói rằng cacbon với một liên kết ba trong axetylen có độ âm điện lớn hơn nhiều, ví dụ, cacbon với một liên kết đôi (như trong etylen) hoặc một liên kết đơn (trong etan). Khả năng phản ứng của axetilen vớimột số kim loại, tặng một ion hydro và thay thế nó bằng một ion kim loại (ví dụ, phản ứng tạo thành natri axetylen trong quá trình tương tác của axetylen với natri kim loại) xác nhận điều này. Chúng tôi gọi khả năng này của axetylen là một trong những tính chất axit phù hợp với lý thuyết Bronsted-Lowry: theo đó, tính axit của một chất được xác định bởi khả năng tách một proton ra khỏi chính nó. Tính axit của axetylen (cũng có trong axetylen đồng) có thể được coi là tương đối so với amoniac và nước: khi một amit kim loại phản ứng với axetylen, axetylen và amoniac được tạo thành. Đó là, axetilen tặng một proton, đặc trưng của nó là một axit mạnh hơn amoniac. Trong trường hợp nước, đồng axetylen bị phân hủy để tạo thành axetylen - nó chấp nhận một proton của nước, thể hiện mình là một axit kém mạnh hơn nước. Vì vậy, trong chuỗi tính axit tương đối (theo Brönsted - Lowry), axetilen là một axit yếu, nằm ở đâu đó giữa nước và amoniac.
Đồng (I) axetylen không bền: trong nước (như chúng ta đã biết) và trong dung dịch axit, nó bị phân hủy giải phóng khí axetilen và tạo kết tủa màu nâu đỏ - đồng (I) oxit hoặc kết tủa trắng của đồng (I) clorua khi pha loãng với axit clohydric.
Để tránh nổ, sự phân hủy axetylen được thực hiện bằng cách đun nóng nhẹ khi còn ướt trong điều kiện có axit khoáng mạnh, chẳng hạn như axit nitric loãng.
Sử dụng
Phản ứng hình thành đồng (I) axetylen có thể được định tính để phát hiện các alkyne đầu cuối (với một liên kết ba ở cuối). Chất chỉ thị là sự kết tủa của màu đỏ không tankết tủa nâu của axetilen.
Trong sản xuất công suất lớn - ví dụ, trong hóa dầu - đồng (I) axetylen không được sử dụng, vì nó dễ nổ và không ổn định trong nước. Tuy nhiên, một số phản ứng cụ thể có liên quan đến nó trong cái gọi là tổng hợp tốt.
Đồng (I) axetylen cũng có thể được sử dụng làm thuốc thử nucleophin trong tổng hợp hữu cơ. Đặc biệt, nó đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp polyynes - hợp chất có một số liên kết ba và đơn xen kẽ. Đồng (I) axetilen trong dung dịch rượu bị oxi hóa bởi oxi trong khí quyển, ngưng tụ tạo thành đien. Đây là phản ứng Glaser-Ellington, được phát hiện vào năm 1870 và sau đó được cải tiến. Đồng (I) đóng vai trò chất xúc tác ở đây, vì bản thân nó không bị tiêu thụ trong quá trình này.
Sau đó, thay vì oxy, kali hexacyanoferrat (III) được đề xuất như một chất oxy hóa.
Ellington đã cải tiến phương pháp thu được polyins. Ví dụ, thay vì các alkyne và muối đồng (I), chẳng hạn như clorua, ban đầu được đưa vào dung dịch, ông đề xuất sử dụng đồng (II) axetat, chất này sẽ oxy hóa alkyne trong môi trường của một dung môi hữu cơ khác - pyridin - tại nhiệt độ 60-70 ° С.
Sự sửa đổi này giúp nó có thể thu được từ các diynes các phân tử lớn hơn và ổn định hơn nhiều - macrocycles.
