氢氧化铜的脱水过程

突然想起来这是自己挖的第一个坑,想着怎么着暑假都快结束了,不能留坑留太多呀。所以填坑填坑。

昨天的坑还没填完,一会去填。

一、介绍
氢氧化铜是一个亚稳定状态,在室温下不管是固体状态还是在水溶液中,都极易容易脱水转换为氧化铜。拓扑变换涉及内部原子重排,初始相的单晶,转变为另一相的单晶。这篇文章简要讲述了下他对自己拓扑转换反应假说的阐述,提到在氢氧化铜脱水过程中a轴上的氢氧化铜将会转换为[110]方向上的氧化铜,因此,拓扑转换不一定需要结构之间的三位转换。文章就氢氧化铜通常情况下的两种存在形式,即水溶液中与室温下的固态相这两种状态,就这一脱水转换过程进行了描述。
二、Cu(OH)2和CuO的晶体结构

氢氧化铜(II)的晶体结构是斜方晶系,其中铜(II)周围具有由五个氢氧根离子组成的五面体;CuO它是单斜晶系结构,它是由平面的交叉带状的正方形CuO4铜(II)实体组成,由两个相对的边缘连接在一起。在所有结晶固体中,二价铜的周围环境总是受到强的简特勒效应的扭曲,这种效应往往导致平面上的方形基团更加稳定。
三、固态变换过程的假设

铜周围是一个方形金字塔,有四个短的Cu-O键和一个中等的2.36Å作用力。在大约323K时,我们认为进行了周围环境的修改,以产生通过两个相对边缘连接在一起的正方形平面实体Cu(OH)4。这种修改是可逆的,并且可以通过热扩张来解释Günter等人提到的c轴方向上的微弱增加来解释断键原因。因此,氢氧化铜受热前的结构稳定性可归因于氢键,并且该结构构象允许CuO 4基团或Cu原子易于移位,这促进了在低温下向结晶CuO的演变。在423K的温度下,开始脱水Cu(OH)2,水的损失是通过一定的氧化机理进行的,在Cu(OH)2的前层之间产生O-Cu-O桥

在氧化过程中同时进行这些不同的收缩和变换。在d上,描述了CuO4实体沿c轴的连接,产生三维网络的过程。一半的CuO4带沿着shift1的方向移动,以便沿着c方向排列铜原子;另一半铜原子的第二次移位顺着shift2方向进行,使这些铜原子处于属于四个不同CuO4基团的四个氧原子的相等距离处。因此,建立了四个新的Cu-O键,获得了CuO4的交叉带。
四、在水溶液中转换
在纯水中,氢氧化铜可以稳定存在数月而不发生反应,但当存在氢氧根离子时则完全不同。由于二价铜离子以四氢氧代铜酸(II)阴离子的形式溶解,因此转化动力学非常快。通过ICP光谱仪在室温下测定出了二价铜在苏打溶液中存在着二价铜的一定浓度。 很明显,只有当铜参与复杂的阴离子如四氢氧代铜酸(II)阴离子时,铜浓度才能呈现出数值。该阴离子可以被认为是形成CuO的前体实体。事实上,随后的凝结现象伴随着两个氢氧根离子和一个水分子的损失,导致二价铜的周围环境总是受到强的简特勒效应的扭曲,从而形成方形平面CuO4基团链,然后形成固体CuO。因此,我们认为Cu(OH)2的转化在室温下的水溶液中进行,是因为CuO更稳定,是一种重组转化,包括溶解反应,然后沉淀CuO平衡移动的过程。


填了坑就算完事了。
就这样,摆了个白!