كلوريد القصدير (SnCl2): الخواص والهيكل والاستخدامات والمخاطر
كلوريد القصدير (II) أو كلوريد stannous ، من الصيغة الكيميائية SnCl 2 ، هو مركب بلوري أبيض صلب ، نتاج تفاعل القصدير ومحلول مركّز من حمض الهيدروكلوريك: Sn (s) + 2HCl (conc) => SnCl 2 (aq) + H 2 (g). تتكون عملية تخليقها (التحضير) من إضافة أجزاء من برادة الصفيح بحيث تتفاعل مع الحمض.
بعد إضافة قطع الصفيح ، يشرع في إجراء عملية تجفيف وتبلور حتى يتم الحصول على الملح غير العضوي. في هذا المركب ، فقد القصدير إلكترونين من قشرة التكافؤ لتشكيل روابط مع ذرات الكلور.
يمكن فهم هذا بشكل أفضل من خلال النظر في تكوين التكافؤ من القصدير (5s25p x 2p و 0p z 0) ، والذي يتم من خلاله إنتاج زوج الإلكترون الذي يحتل المداري p x المدار إلى بروتونات H + ، لتكوين جزيء ثنائي الذرة الهيدروجين . وهذا هو ، وهذا هو رد فعل نوع الأكسدة والاختزال.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
هي روابط SnCl 2 الأيونية أو التساهمية؟ تستبعد الخصائص الفيزيائية لكلوريد القصدير (II) الخيار الأول. نقاط الانصهار والغليان لهذا المركب هي 247 درجة مئوية و 623 درجة مئوية ، مما يدل على ضعف التفاعلات بين الجزيئات ، حقيقة شائعة للمركبات التساهمية.
بلوراته بيضاء ، مما يترجم إلى امتصاص الصفر في الطيف المرئي.
التكوين فالنسيا
في الصورة أعلاه ، في الزاوية اليسرى العليا ، يتم توضيح جزيء معزول من SnCl 2 .
يجب أن تكون الهندسة الجزيئية مسطحة لأن تهجين الذرة المركزية هو sp2 (3 مدارات sp2 ومدارية ص نقية لتشكيل روابط تساهمية) ، ولكن الزوج الحر من الإلكترونات يشغل الحجم ويدفع ذرات الكلور إلى أسفل ، ويمنح ذرات الكلور جزيء هندسة الزاوي.
في مرحلة الغاز ، يتم عزل هذا المركب ، لذلك لا يتفاعل مع الجزيئات الأخرى.
لفقدان زوج من الإلكترونات في المدار p x ، يتحول القصدير إلى Sn2 + ion ويكون تكوينه الإلكتروني الناتج هو 5s25p x 0p و 0p z 0 ، مع توفر جميع مدارات p لقبول الروابط من الأنواع الأخرى.
تنسق العشائر مع Sn2 + أيون لتوليد كلوريد القصدير. التكوين الإلكتروني للقصدير في هذا الملح هو 5s25p x 2p و 2p z 0 ، ليتمكن من قبول زوج آخر من الإلكترونات في مداره الحر p z.
على سبيل المثال ، يمكن أن يقبل كليونًا آخر ، مكونًا لهندسة مستوية مثلثية (هرم ذو قاعدة مثلثية) وشحنة سالبة [SnCl 3 ] -.
التفاعلية
SnCl 2 لديه تفاعلية عالية وميل للتصرف مثل حمض لويس (مستقبل الإلكترون) لإكمال الثمانين التكافؤ.
وبما أن الماء يقبل كلاً ، فإن الماء الذي "يرطب" ذرة القصدير عن طريق ربط جزيء الماء مباشرة بالقصدير ، وجزيء ثاني من الماء يشكل تفاعلات رابطة الهيدروجين مع الأولى.
والنتيجة هي أن SnCl 2 لم يتم العثور عليه نقيًا ، ولكنه منسق مع الماء في ملحه المجفف: SnCl 2 · 2H 2 O.
SnCl 2 قابل للذوبان بشدة في الماء وفي المذيبات القطبية ، لأنه مركب قطبي. ومع ذلك ، فإن ذوبانه في الماء ، أقل من وزن الكتلة ، ينشط تفاعل التحلل المائي (تمزق جزيء الماء) لتكوين ملح أساسي وغير قابل للذوبان:
SnCl 2 (aq) + H 2 O (l) Sn (OH) Cl (s) + HCl (aq)
يشير السهم المزدوج إلى وجود توازن ، مفضل على اليسار (تجاه المواد المتفاعلة) إذا زادت تركيزات حمض الهيدروكلوريك. لذلك ، تحتوي محاليل SnCl 2 المستخدمة على درجة حموضة حمضية ، وذلك لتجنب تساقط منتج الملح غير المرغوب فيه للتحلل المائي.
النشاط الاختزالي
يتفاعل مع الأكسجين في الهواء لتكوين كلوريد القصدير (IV) أو كلوريد stannic:
6 SnCl 2 (aq) + O 2 (g) + 2H 2 O (l) => 2SnCl 4 (aq) + 4Sn (OH) Cl (s)
في هذا التفاعل ، يتأكسد القصدير في تكوين رابطة مع ذرة الأكسجين الكهربائي ويزيد من عدد روابطه مع ذرات الكلور.
بشكل عام ، تعمل ذرات الكهربية للهالوجين (F ، Cl ، Br و I) على تثبيت روابط مركبات Sn (IV) وتوضح هذه الحقيقة لماذا SnCl 2 هو عامل مختزل.
عندما يتأكسد ويفقد جميع إلكترونات التكافؤ ، يبقى Sn4 + أيون بتكوين 5s05p x 0p و 0p z 0 ، مع زوج الإلكترون في المدار 5s وهو الأصعب "انتزاعه".
التركيب الكيميائي
يحتوي SnCl 2 على بنية بلورية من نوع تقويم العظام ، على غرار صفوف المناشير ، والتي تكون فيها أطراف الأسنان عبارة عن كلوريد.
كل صف عبارة عن سلسلة من SnCl 3 تشكل جسر Cl مع ذرة Sn أخرى (Cl-Sn (Cl) 2 -Cl- ···) ، كما يمكن رؤيته في الصورة أعلاه. تشكل سلسلتان ، مرتبطتان بتفاعلات ضعيفة من نوع Sn-Cl ، طبقة واحدة من الترتيب ، يتم تثبيتها على طبقة أخرى ، وهكذا حتى يتم تحديد المادة الصلبة البلورية.
يتسبب زوج الإلكترون الحر 5s2 في تشويه الهيكل لأنه يشغل حجمًا (حجم السحابة الإلكترونية).
يمكن أن يكون للـ Sn رقم تنسيق يساوي تسعة ، وهو نفس عدد التسعة من الجيران ، مع رسم منشور ثلاثي مثلث يقع في وسط الشكل الهندسي و Cl في الرؤوس ، بالإضافة إلى Cl الأخرى الموجودة في كل الوجوه المربعة للمنشور.
يسهل ملاحظة ذلك إذا نظر المرء في سلسلة يشير فيها Sn (الكرات الرمادية الداكنة) للأعلى ، وتشكل Cl الثلاث المرتبطة به الأرضية مثلثة ، بينما تشكل Cls العلوية الثلاثة السقف الثلاثي.
تطبيقات
في التخليق العضوي ، يتم استخدامه كعامل اختزال لمركبات النيترو العطرية (Ar-NO 2 à Ar-NH 2 ). نظرًا لأن التركيب الكيميائي له هو الصفحي ، فإنه يستخدم في العالم حفازة التفاعلات العضوية ، إلى جانب كونه مرشحًا محتملًا للدعم الحفاز.
يتم استخدام خاصية الاختزال الخاصة بها لتحديد وجود مركبات ذهبية ، لتغليف الزجاج بالمرايا الفضية ولتعمل كمضاد للأكسدة.
أيضا ، في الهرم الجزيئي لهندسة مثلثية (: SnX3-M +) يستخدم كقاعدة لويس لتوليف عدد كبير من المركبات (مثل ، على سبيل المثال ، مجمع الكتلة Pt 3 Sn 8 Cl 20 ، حيث الزوج الخالي من الإلكترون التنسيق مع حمض لويس).
المخاطر
SnCl 2 يمكن أن تتلف خلايا الدم البيضاء. إنه عامل تآكل ومهيج ومسرطن ، وله تأثيرات سلبية عالية على الأنواع التي تعيش في الأنظمة الإيكولوجية البحرية.
يمكن أن تتحلل في درجات حرارة عالية ، وإطلاق غاز الكلور الضار. في اتصال مع العوامل المؤكسدة للغاية ، فإنه يطلق ردود فعل متفجرة.
