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Yoduro de cobre (I)

El yoduro de cobre (I) es un compuesto inorgánico con la fórmula química Cu I. También se lo conoce como yoduro cuproso . Es útil en una variedad de aplicaciones que van desde la síntesis orgánica hasta la siembra de nubes .

El yoduro de cobre (I) es blanco, pero las muestras a menudo tienen un color tostado o incluso, cuando se encuentra en la naturaleza como un mineral raro llamado marshita , marrón rojizo, pero dicho color se debe a la presencia de impurezas. Es común que las muestras de compuestos que contienen yoduro se decoloren debido a la fácil oxidación aeróbica del anión yoduro a yodo molecular. [4] [5] [6]

Estructura

El yoduro de cobre (I) , como la mayoría de los haluros metálicos binarios (que contienen solo dos elementos), es un polímero inorgánico . Tiene un diagrama de fases rico , lo que significa que existe en varias formas cristalinas. Adopta una estructura de blenda de zinc por debajo de 390 °C (γ-CuI), una estructura de wurtzita entre 390 y 440 °C (β-CuI) y una estructura de sal de roca por encima de 440 °C (α-CuI). Los iones están coordinados tetraédricamente cuando están en la estructura de blenda de zinc o de wurtzita , con una distancia Cu-I de 2,338 Å. El bromuro de cobre (I) y el cloruro de cobre (I) también se transforman de la estructura de blenda de zinc a la estructura de wurtzita a 405 y 435 °C, respectivamente. Por lo tanto, cuanto mayor sea la longitud del enlace cobre-haluro, menor debe ser la temperatura para cambiar la estructura de la estructura de blenda de zinc a la estructura de wurtzita. Las distancias interatómicas en el bromuro de cobre (I) y el cloruro de cobre (I) son 2,173 y 2,051 Å, respectivamente. [7] De acuerdo con su covalencia, CuI es un semiconductor de tipo p. [8]

Preparación

El yoduro de cobre (I) se puede preparar calentando yodo y cobre en ácido yodhídrico concentrado . [9]

Sin embargo, en el laboratorio, el yoduro de cobre (I) se prepara simplemente mezclando una solución acuosa de yoduro de potasio y una sal de cobre (II) soluble como el sulfato de cobre (II) . [4]

2 Cu 2+ + 4 Yo → 2 CuI + Yo 2

Reacciones

El yoduro de cobre (I) reacciona con vapores de mercurio para formar tetrayodomercurato (II) de cobre (I) de color marrón:

4 CuI + Hg → (Cu + ) 2 [HgI 4 ] 2− + 2 Cu

Esta reacción se puede utilizar para la detección de mercurio, ya que el cambio de color del CuI blanco al Cu 2 [HgI 4 ] marrón es dramático.

El yoduro de cobre (I) se utiliza en la síntesis de grupos de Cu (I) como [Cu 6 I 7 ] . [10]

El yoduro de cobre (I) se disuelve en acetonitrilo , lo que produce diversos complejos. Tras la cristalización, se pueden aislar compuestos moleculares [11] o poliméricos [12] [13] . También se observa disolución cuando se utiliza una solución del agente complejante adecuado en acetona o cloroformo . Por ejemplo, se pueden utilizar tiourea y sus derivados. Los sólidos que cristalizan a partir de esas soluciones están compuestos de cadenas inorgánicas híbridas . [14]

Usos

En combinación con ligandos de 1,2- o 1,3-diamina, CuI cataliza la conversión de bromuros de arilo , heteroarilo y vinilo en los yoduros correspondientes. NaI es la fuente típica de yoduro y el dioxano es un disolvente típico (véase la reacción aromática de Finkelstein ). [15]

El CuI se utiliza como cocatalizador con el catalizador de paladio en el acoplamiento Sonogashira . [16]

El CuI se utiliza en la siembra de nubes , [17] alterando la cantidad o el tipo de precipitación de una nube, o su estructura dispersando sustancias en la atmósfera que aumentan la capacidad del agua para formar gotitas o cristales. El CuI proporciona una esfera alrededor de la cual la humedad en la nube se condensa, lo que hace que la precipitación aumente y la densidad de las nubes disminuya.

Las propiedades estructurales del CuI le permiten estabilizar el calor del nailon en las industrias de alfombras comerciales y residenciales, accesorios para motores de automóviles y otros mercados donde la durabilidad y el peso son un factor. [ cita requerida ]

El CuI se utiliza como fuente de yodo dietético en la sal de mesa y en los alimentos para animales. [17]

Referencias

  1. ^ Lide, David R., ed. (2006). Manual de química y física del CRC (87.ª edición). Boca Raton, FL: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
  2. ^ John Rumble (18 de junio de 2018). Manual de química y física del CRC (99.ª edición). CRC Press. pp. 4–47. ISBN 978-1138561632.
  3. ^ abc Guía de bolsillo del NIOSH sobre peligros químicos. "#0150". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  4. ^ de George B. Kauffman, Lawrence W. Fang (1983). Yoduro de cobre (I) . Síntesis inorgánica. Vol. 22. pág. 101. doi :10.1002/9780470132531.ch20.
  5. ^ "Verificación".
  6. ^ "Lista de minerales". 21 de marzo de 2011.
  7. ^ Wells AF (1984). Química inorgánica estructural (5.ª ed.). Oxford: Oxford University Press. págs. 410 y 444.
  8. ^ Bidikoudi, Maria; Kymakis, Emmanuel (2019). "Nuevos enfoques y perspectivas de escalabilidad de materiales transportadores de huecos basados ​​en cobre para células solares de perovskita plana". Journal of Materials Chemistry C . 7 (44): 13680–13708. doi : 10.1039/c9tc04009a .
  9. ^ Holleman AF, Wiberg E (2001). Química inorgánica . San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
  10. ^ Yu M, Chen L, Jiang F, Zhou K, Liu C, Sun C, Li X, Yang Y, Hong M (2017). "Estrategia inducida por cationes hacia un cúmulo Cu6I7– con forma de reloj de arena y su luminiscencia ajustable por color". Química de materiales . 29 (19): 8093–8099. doi :10.1021/acs.chemmater.7b01790.
  11. ^ Barth ER, Golz C, Knorr M, Strohmann C (noviembre de 2015). "Estructura cristalina del di-μ-yodido-bis-[bis(aceto-nitrilo-κN)cobre(I)]". Acta Crystallographica Sección E. 71 ( Pt 11): m189-90. doi :10.1107/S2056989015018149. PMC 4645014. PMID  26594527 . 
  12. ^ Healy PC, Kildea JD, Skelton BW, White AH (1989). "Aductos de Lewis-Base de Compuestos de Metal(I) del Grupo 11. XL. Sistemática Conformacional de Polímeros 'Escalera' Ortogonales [(N-base)1(CuX)1]∞ (N-base = 'Ligando Aceto-nitrilo, Benzo-nitrilo Unidimensional)". Revista Australiana de Química . 42 (1): 79. doi :10.1071/CH9890079. ISSN  0004-9425.
  13. ^ Arkhireeva TM, Bulychev BM, Sizov AI, Sokolova TA, Belsky VK, Soloveichik GL (1990). "Complejos de cobre (I) con enlace metal-metal (d10–d10). Estructuras cristalinas y moleculares de aductos de trihidruro de tantaloceno con yoduro de cobre (I) de composición: (η5-C5H5)2TaH[(μ2-H)Cu(μ2-I)2Cu(μ2-H)]2HTa(η5-C5H5)2, (η5-C5H4But)2TaH(μ2-H)2Cu(μ2-I)2Cu(μ2-H)2HTa(η5-C5H4But)2·CH3CN y {Cu(μ3-I)·P[N(CH3)2]3}4". Inorganica Chimica Acta . 169 (1): 109-118. doi :10.1016/S0020-1693(00)82043-5.
  14. ^ Rosiak D, Okuniewski A, Chojnacki J (diciembre de 2018). "Cintas de yoduro de cobre (I) coordinadas con derivados de tiourea". Acta Crystallographica Sección C. 74 (Parte 12): 1650–1655. doi :10.1107/S2053229618015620. PMID  30516149. S2CID  54615309.
  15. ^ Klapars A, Buchwald SL (diciembre de 2002). "Intercambio de halógenos catalizado por cobre en haluros de arilo: una reacción aromática de Finkelstein". Journal of the American Chemical Society . 124 (50): 14844–5. doi :10.1021/ja028865v. PMID  12475315. S2CID  11338218.
  16. ^ Sonogashira, K. (2002), "Desarrollo del acoplamiento cruzado catalizado por Pd-Cu de acetilenos terminales con haluros de carbono sp 2 ", J. Organomet. Chem. , 653 (1–2): 46–49, doi :10.1016/s0022-328x(02)01158-0
  17. ^ ab Zhang J, Richardson HW (junio de 2000). "Compuestos de cobre". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. págs. 1–31. doi :10.1002/14356007.a07_567. ISBN 3527306730.

Lectura adicional

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