三氯化釕

三氯化釕
識別
CAS號	10049-08-8（無水） ; 13815-94-6（三水） ; 14898-67-0（水合）
PubChem	82323
ChemSpider	74294
SMILES	[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Ru+3];
InChI	1/3ClH.Ru/h3*1H;/q;;;+3/p-3;
InChIKey	YBCAZPLXEGKKFM-DFZHHIFOAX
RTECS	VM2650000
性質
化學式	RuCl3
摩爾質量	207.43 g/mol g·mol⁻¹
熔點	>500 °C (分解)
溶解性（水）	能溶
結構
晶體結構	trigonal (RuCl3), hP8
空間群	P3c1, No. 158
配位幾何	八面體
危險性
歐盟編號	未列出
閃點	不易燃
相關物質
其他陰離子	三溴化釕
其他陽離子	三氯化銠; 三氯化鐵; 三氯化鋨
相關化學品	四氧化釕
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

三氯化釕，分子式為RuCl₃。一般所指的「三氯化釕」多指三氯化釕的水合物RuCl₃·xH₂O。無水三氯化釕和它的水合物均為棕黑色固體。三氯化釕的水合物通常是三水合物。這是一種釕化學常用的起始原料，可合成多個重要的、可作為均相催化劑或催化劑前體的釕配合物。

製備方法及性質

無水三氯化釕較少在反應中使用，通常可在氯氣和一氧化碳組成的混合氣（氯氣和一氧化碳的比例為4;1）氣氛中加熱金屬釕的粉末至700 °C來製得。產物以氣流的形式逸出反應裝置後冷卻結晶^[1]。三氯化釕晶體有兩種晶形，黑色的α-RuCl₃具有與三氯化鉻相同的晶體結構，兩個相鄰的釕原子間的距離較長，達到346 pm。棕黑色的亞穩態β-RuCl₃的以六角形的八面體結構為基本單元進行結晶，六角形結構的基本單元之間通過兩兩共面形成無限延長的鏈狀結構，相鄰的兩個釕原子間的距離為283 pm。450–600 °C亞穩態的β-RuCl₃不可逆地轉變為α-RuCl₃。

氣態的三氯化釕在高溫下分解生成單質。

反應

水合三氯化釕和次氯酸鈉水溶液反應，可以得到四氧化釕：

2RuCl₃·xH₂O + 8 NaClO → 2 RuO₄ + 8 HCl + 3 Cl₂ + 3 H₂O

三氯化釕在硫氰酸鹽的濃溶液中可以形成紅色的配合物^[2]，它加熱變為紫色。^[3]

三氯化釕和有機配體的反應

RuCl₂(PPh₃)₃，一種可溶於苯的棕色固體，可用於催化苯乙烯的氫化。由三氯化釕的水合物和三苯基膦反應得到^[4]

2RuCl₃·xH₂O + 7 PPh₃ → 2 RuCl₂(PPh₃)₃ + OPPh₃ + 5 H₂O + 2 HCl

[RuCl₂(C₆H₆)]，一種棕色的在苯中溶解度較差的配合物，可由三氯化釕的水合物與1,3-環己二烯脫氫反應製備^[5]

2 RuCl₃·xH₂O + 2 C₆H₈ → [RuCl₂(C₆H₆)]₂ + 6 H₂O + 2 HCl + H₂

配體苯可與其他芳烴比如六甲基苯發生配體交換^[6]

Ru(bipy)₃Cl₂可由2,2'-聯吡啶與三氯化釕的醇溶液反應得到

RuCl₃·xH₂O + 3 bipy + 0.5 CH₃CH₂OH → [Ru(bipy)₃]Cl₂ + 3 H₂O + 0.5 CH₃CHO + HCl

[(Cymene)RuCl₂]₂(或稱對傘花烴二氯化釕二聚體)可由水合三氯化釕與對異丙基甲苯在乙醇溶液中反應製得^[7]

2 RuCl₃·xH₂O + 2 C₁₀H₁₆ + CH₃CH₂OH → [(Cymene)RuCl₂]₂ + 6 H₂O + CH₃CHO + 2 HCl

RuCl(PPh₃)₂(η⁵-C₅H₅)可由水合三氯化釕和三苯基膦、環戊二烯在乙醇溶液中加熱反應得到^[8]

RuCl₃·xH₂O + 2 PPh₃ + C₅H₆ + 0.5 C₂H₅OH → RuCl(PPh₃)₂(η⁵-C₅H₅) + 3 H₂O + 0.5 CH₃CHO + HCl

Ru(C₅H₇O₂)₃，紅色、溶於苯的配合物，可有水合三氯化釕和乙酰丙酮在鹽酸和甲苯的混合溶液加熱回流反應得到^[9]^[10]^[11]

RuCl₃·xH₂O + 3 C₅H₈O₂ → Ru(C₅H₇O₂)₃ + 3 H₂O + 3 HCl

三氯化釕和一氧化碳反應

與同族的鐵的氯化物幾乎不與一氧化碳反應的性質形成對比，水合氯化釕能與一氧化碳在溫和的條件下反應^[12]。一氧化碳可將三價的氯化釕還原成黃色的二價釕物種。特別是在1atmCO氣氛下的水合三氯化釕的乙醇溶液中取決於具體反應條件的不同，會反應產生[Ru₂Cl₄(CO)₄]、 [Ru₂Cl₄(CO)₄]^2-或[RuCl₃(CO)₃]^-

3 RuCl₃·xH₂O + 4.5 Zn + 12 CO (高壓) → Ru₃(CO)₁₂ + 3 H₂O + 4.5 ZnCl₂

參考資料

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