Кадмій хлористий

ОПИС [RU]

Хлорид кадмия(II) — неорганическое соединение, соль металла кадмия и соляной кислоты с формулой CdCl2, бесцветные кристаллы, гигроскопичен, хорошо растворимые в воде и слабо в спирте, образует кристаллогидраты.

Безводный хлорид кадмия образует слоистую структуру, состоящую из октаэдрических Cd2+ центров, связанных хлоридными лигандами. Йодид кадмия, CdI2, имеет аналогичную структуру, но ионы йодида расположены в решетке HCP, тогда как в CdCl2 ионы хлорида расположены в решетке CCP. Безводная форма поглощает влагу из воздуха с образованием различных гидратов. Три из этих гидратов были исследованы с помощью рентгеновской кристаллографии.

Кристаллографические данные для 3 гидратов хлорида кадмия:

Соединение: CdCl2· H2O CdCl2· 2,5Ч2O CdCl2·4H2O
Молярная масса (г/моль): 201.33 228.36 255.38
Кристаллическая структура: Орторомбический Моноклинный Орторомбический
Космическая группа: Pnma P21/n P21211
Постоянная решетки a (Å): 9.25 9.21 12.89
Постоянная решетки b (Å): 3.78 11.88 7.28
Постоянная решетки c (Å): 11.89 10.08 15.01
β: 93.5°
Плотность (г/см3): 3.26 2.84 2.41
Взаимосвязанные октаэдроны CdCl3(H2O) Искаженные транс-[CdCl2(H2O)4] октаэдры

Хлорид кадмия хорошо растворяется в воде и других полярных растворителях. Это слабая кислота Льюиса.

CdCl2 + 2 Cl− → [CdCl4]2−

Растворы эквимолярного хлорида кадмия и хлорида калия дают трихлорид калия-кадмия. С большими катионами можно выделить тригональный бипирамидный [CdCl5]3- ион.

Металлический кадмий растворим в расплавленном хлориде кадмия, получаемом при нагревании хлорида кадмия выше 568 ° C. При охлаждении металл выпадает в осадок.

Хлорид кадмия получают следующими методами:

– растворения металлического кадмия в соляной кислоте:

Cd+2HCl →τ CdCl2+H2↑

– реакцияей между простыми веществами:

Cd+Cl2 →450−500oC CdCl2,

– растворением оксида кадмия в соляной кислоте:

CdO+2HCl → CdCl2+H2O

– реакцией оксида кадмия и газообразным хлором (при 600°C):

2CdO+2Cl2 →500−600oC 2CdCl2+O2

Безводную соль также можно получить из безводного ацетата кадмия с использованием хлористого водорода или ацетилхлорида.
Моногидрат, гемипентагидрат и тетрагидрат могут быть получены путем выпаривания раствора хлорида кадмия при 35, 20 и 0 ° C соответственно. Гемипентагидрат и тетрагидрат выделяют воду в воздух.

Хлорид кадмия(II) образует бесцветные кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа R 3m, параметры ячейки a = 0,385 нм, c = 1,746 нм, Z = 3. В растворе образуется аутокомплекс Cd[CdCl4]. Водные растворы имеют кислую реакцию из-за гидролиза. В расплаве хлорида кадмия растворяется металлический кадмий (≈15 мол.% кадмия при 600°С). Образует кристаллогидраты состава CdCl2•n H2O, где n = 1, 2, 2½, 4 и 5, основные хлориды CdCl2•n Cd(OH)2, где n = 1, 2 и 4, аддукты вида CdCl2•B, где B — пиридин, α-пиколин, анилин, толуидин, фенилгидразин или пропилендиамин.

Безводную соль получают нагреванием кристаллогидрата:

CdCl2⋅2,5H2O →120−170oC CdCl2+2,5H2O

С хлористым водородом и хлоридами щелочных металлов образует комплекс:

CdCl2+2HCl → H2[CdCl4]

CdCl2+2KCl → K2[CdCl4]↓

Реагирует с горячей концентрированной серной кислотой:

CdCl2+H2SO4 →100oC CdSO4+2HCl↑

Реагирует с щелочами:

CdCl2+2NaOH → Cd(OH)2+2NaCl

Применяется как компонент электролита в гальванических элементах (нанесения гальванических покрытий), как протрава при крашении тканей, в фотореактивах, как катализатор в органическом синтезе, как флюс при выращивании монокристаллов, для получения сульфида кадмия, используемого как “кадмиево-желтый”, блестяще-желтый стабильный неорганический пигмент (CdCl2 + H2S → CdS + 2 HCl). В лабораторных условиях безводный CdCl2 может быть использован для получения кадмийорганических соединений типа R2Cd, где R – арил или первичный алкил. Когда-то они использовались в синтезе кетонов из ацилхлоридов:

CdCl2 + 2 RMgX → R2Cd + MgCl2 + MgX2
R2Cd + 2R’CoCl → 2R’COR + CdCl2
Такие реагенты в значительной степени были вытеснены медноорганическими соединениями, которые гораздо менее токсичны.

Как и все соединения кадмия, CdCl2 высокотоксичен, и при обращении с ним необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности.