Bakar (i) acetilenid: priprema i svojstva

Bakar acetilenid je organometalni binarni spoj. Ova formula je nauci poznata najmanje od 1856. godine. U kristalima formira monohidrat sa formulom Cu₂C₂× H₂O. Termički nestabilan, eksplodira kada se zagreje.

Zgrada

Bakar acetilenid je binarno jedinjenje. Moguće je uslovno izolirati negativno nabijeni dio^{u njemu-anion C2-2}, i pozitivno nabijeni bakarni kationi sa jednim Cu⁺. U stvari, ova podjela je uslovna: postoji samo dio jonske veze u spoju, iako je veća u poređenju sa H-C vezom≡. Ali ova veza takođe ima veoma jak polaritet (kao za kovalentnu) zbog činjenice da je atom ugljenika sa trostrukom vezom u sp-hibridizaciji - njegova relativna elektronegativnost je veća nego u sp hibridizacijama³ (jedan link) ili sp² (dvostruka veza). To je ono što omogućava ugljeniku u acetilenu da relativno lako odvoji atom vodonika i zameni ga atomom metala, odnosno da pokaže svojstva svojstvena kiselinama.

Prijem

Najčešća metoda dobijanja bakar acetilenida u laboratoriji je propuštanje gasa acetilena kroz rastvor amonijaka bakar hlorida(I). Kao rezultat, formira se nerastvorljivi crvenkasti acetilenski precipitat.

Umjesto bakar (I) hlorida, može se koristiti i njegov Cu hidroksid₂O. U oba slučaja važno je da se reakcija zapravo odvija sa amonijačnim kompleksom bakra.

Fizička svojstva

Čisti Bakar acetilenid-tamnocrveno-braon kristali. U stvari, to je monohidrat - u sedimentu svaki molekul acetilena odgovara jednom molekulu vode (napisanom kao Cu₂C₂× H₂O). Suvi bakar acetilenid je eksplozivan: može detonirati kada se zagreje (manje je termički stabilan od srebrnog acetilenida), kao i pod mehaničkim dejstvom, na primer, pri udaru.

S tim u vezi, postoji pretpostavka da su bakarne cijevi u hemijskoj industriji vrlo opasne, jer se tijekom dužeg rada unutra stvara acetilen, koji tada može dovesti do jake eksplozije. Ovo je posebno tačno u oblasti Petrohemije, gde se bakar i njegovi acetilenidi takođe koriste kao katalizatori, što povećava nivo rizika.

Hemijska Svojstva

Već smo rekli da je ugljenik sa trostrukom vezom u acetilenu mnogo elektronegativniji od, na primer, ugljenika sa dvostrukom vezom (kao u etilenu) ili jednostruke veze (u etanu). Sposobnost acetilena da reaguje sa nekim metalima, dajući Jon vodonika i zamenjujući ga Jonom metala (na primer, reakcija stvaranja natrijum acetilena kada acetilen stupi u interakciju sa metalnim natrijumom) to potvrđuje. Ovu sposobnost acetilena nazivamo jednim od kiselih svojstava u skladu sa Brensted-Lowryjevom teorijom: prema njoj, kiselost supstance određuje se po njegovom sposobnost odvajanja protona od sebe. Kiselost acetilena (također u bakar acetilenu) može se uzeti u obzir u odnosu na amonijak i vodu: kada metalni amid stupi u interakciju s acetilenom, formiraju se acetilen i amonijak. Odnosno, acetilen odaje proton, što ga karakteriše kao jača kiselina od amonijaka. U slučaju vode, bakar acetilenid se raspada i formira acetilen-potreban je proton vode, pokazujući se kao manje jaka kiselina od vode. Dakle, u relativnom rasponu kiselosti (prema Brensted - Lowryju), acetilen je slaba kiselina, negdje između vode i amonijaka.

Bakar (I) acetilenid je nestabilan: u vodi (kao što već znamo) i u kiselim rastvorima raspada se oslobađanjem gasa acetilena i crveno-smeđeg taloga-bakar (I) oksida ili belog taloga bakra (I) hlorida u slučaju razblaživanja rastvorom hlorovodonične kiseline.

Da bi se izbegla eksplozija, razlaganje acetilena se vrši pažljivim zagrevanjem u mokrom obliku u prisustvu jake mineralne kiseline, na primer, razblažene azotne kiseline.

Koristeći

Reakcija formiranja bakra (I) acetilenida može biti kvalitativna za detekciju terminalnih (sa trostrukom vezom na kraju) alkina. Indikator je padavina nerastvorljivog crveno-smeđeg taloga acetilena.

U velikoj proizvodnji - na primer, u Petrohemiji - bakar(I) acetilenid se ne koristi jer je eksplozivan i nestabilan u vodi. Međutim, povezan je s nekoliko specifičnih reakcija u takozvanoj finoj sintezi.

Bakar (i) acetilenid se takođe može koristiti kao nukleofilni reagens u organskoj sintezi. Konkretno, igra važnu ulogu u sintezi poliina - jedinjenja sa nekoliko naizmeničnih trostrukih i jednostrukih veza. Bakar (i) acetilenidi u rastvoru alkohola oksidiraju se vazdušnim kiseonikom, kondenzujući se u diine. Ovo je Glazer-Elingtonova reakcija, otkrivena 1870. godine i kasnije poboljšana. Bakar (I) igra ulogu katalizatora evo, pošto ne troši se u samom procesu.

Kasnije, umjesto kiseonika, kalijum heksacijanoferat(III) je predložen kao oksidator.

Elington je poboljšao način dobijanja poliina. Umjesto alkina i soli bakra(I) koje su prvobitno unesene u rastvor, na primjer hlorid, predložio je uzimanje bakra(II) acetata, koji bi oksidirao alkin u mediju drugog organskog rastvarača-piridina-na temperaturi od 60-70 ° C.

Ova modifikacija omogućila je dobijanje mnogo većih i stabilnijih molekula iz diina - makrociklusa.