氫氧化銅的脫水過(guò)程

突然想起來(lái)這是自己挖的第一個(gè)坑,想著怎么著暑假都快結(jié)束了,不能留坑留太多呀。所以填坑填坑。

昨天的坑還沒(méi)填完,一會(huì)去填。

一、介紹
氫氧化銅是一個(gè)亞穩(wěn)定狀態(tài),在室溫下不管是固體狀態(tài)還是在水溶液中,都極易容易脫水轉(zhuǎn)換為氧化銅。拓?fù)渥儞Q涉及內(nèi)部原子重排,初始相的單晶,轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪幌嗟膯尉?。這篇文章簡(jiǎn)要講述了下他對(duì)自己拓?fù)滢D(zhuǎn)換反應(yīng)假說(shuō)的闡述,提到在氫氧化銅脫水過(guò)程中a軸上的氫氧化銅將會(huì)轉(zhuǎn)換為[110]方向上的氧化銅,因此,拓?fù)滢D(zhuǎn)換不一定需要結(jié)構(gòu)之間的三位轉(zhuǎn)換。文章就氫氧化銅通常情況下的兩種存在形式,即水溶液中與室溫下的固態(tài)相這兩種狀態(tài),就這一脫水轉(zhuǎn)換過(guò)程進(jìn)行了描述。
二、Cu(OH)2和CuO的晶體結(jié)構(gòu)

氫氧化銅(II)的晶體結(jié)構(gòu)是斜方晶系,其中銅(II)周圍具有由五個(gè)氫氧根離子組成的五面體;CuO它是單斜晶系結(jié)構(gòu),它是由平面的交叉帶狀的正方形CuO4銅(II)實(shí)體組成,由兩個(gè)相對(duì)的邊緣連接在一起。在所有結(jié)晶固體中,二價(jià)銅的周圍環(huán)境總是受到強(qiáng)的簡(jiǎn)特勒效應(yīng)的扭曲,這種效應(yīng)往往導(dǎo)致平面上的方形基團(tuán)更加穩(wěn)定。
三、固態(tài)變換過(guò)程的假設(shè)

銅周圍是一個(gè)方形金字塔,有四個(gè)短的Cu-O鍵和一個(gè)中等的2.36?作用力。在大約323K時(shí),我們認(rèn)為進(jìn)行了周圍環(huán)境的修改,以產(chǎn)生通過(guò)兩個(gè)相對(duì)邊緣連接在一起的正方形平面實(shí)體Cu(OH)4。這種修改是可逆的,并且可以通過(guò)熱擴(kuò)張來(lái)解釋Günter等人提到的c軸方向上的微弱增加來(lái)解釋斷鍵原因。因此,氫氧化銅受熱前的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可歸因于氫鍵,并且該結(jié)構(gòu)構(gòu)象允許CuO?4基團(tuán)或Cu原子易于移位,這促進(jìn)了在低溫下向結(jié)晶CuO的演變。在423K的溫度下,開(kāi)始脫水Cu(OH)2,水的損失是通過(guò)一定的氧化機(jī)理進(jìn)行的,在Cu(OH)2的前層之間產(chǎn)生O-Cu-O橋

在氧化過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行這些不同的收縮和變換。在d上,描述了CuO4實(shí)體沿c軸的連接,產(chǎn)生三維網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程。一半的CuO4帶沿著shift1的方向移動(dòng),以便沿著c方向排列銅原子;另一半銅原子的第二次移位順著shift2方向進(jìn)行,使這些銅原子處于屬于四個(gè)不同CuO4基團(tuán)的四個(gè)氧原子的相等距離處。因此,建立了四個(gè)新的Cu-O鍵,獲得了CuO4的交叉帶。
四、在水溶液中轉(zhuǎn)換
在純水中,氫氧化銅可以穩(wěn)定存在數(shù)月而不發(fā)生反應(yīng),但當(dāng)存在氫氧根離子時(shí)則完全不同。由于二價(jià)銅離子以四氫氧代銅酸(II)陰離子的形式溶解,因此轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)非???。通過(guò)ICP光譜儀在室溫下測(cè)定出了二價(jià)銅在蘇打溶液中存在著二價(jià)銅的一定濃度。 很明顯,只有當(dāng)銅參與復(fù)雜的陰離子如四氫氧代銅酸(II)陰離子時(shí),銅濃度才能呈現(xiàn)出數(shù)值。該陰離子可以被認(rèn)為是形成CuO的前體實(shí)體。事實(shí)上,隨后的凝結(jié)現(xiàn)象伴隨著兩個(gè)氫氧根離子和一個(gè)水分子的損失,導(dǎo)致二價(jià)銅的周圍環(huán)境總是受到強(qiáng)的簡(jiǎn)特勒效應(yīng)的扭曲,從而形成方形平面CuO4基團(tuán)鏈,然后形成固體CuO。因此,我們認(rèn)為Cu(OH)2的轉(zhuǎn)化在室溫下的水溶液中進(jìn)行,是因?yàn)镃uO更穩(wěn)定,是一種重組轉(zhuǎn)化,包括溶解反應(yīng),然后沉淀CuO平衡移動(dòng)的過(guò)程。


填了坑就算完事了。
就這樣,擺了個(gè)白!