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三氯化铝的百科译文
[2022/7/26]

氯化铝 (AlCl3),也称为三氯化铝,描述了分子式为 AlCl3(H2O)n(n = 0 或 6)的化合物。 它们由 1:3 的铝和氯原子组成,一种形式还包含六种水合水。 两者都是白色固体,但样品经常被氯化铁 (III) 污染,呈黄色。

 
无水材料在商业上很重要。 它具有低熔点和沸点。 它主要在铝金属的生产中生产和消耗,但也大量用于化学工业的其他领域。 [7] 该化合物通常被称为路易斯酸。 这是在温和温度下可逆地从聚合物转变为单体的无机化合物的一个例子。
 
无水
AlCl3根据温度和状态(固态、液态、气态)采用三种结构。 固体 AlCl3 具有片状层状结构,具有立方密堆积的氯离子。 在这个框架中,铝中心表现出八面体配位几何。 [8] 氯化钇(III)采用相同的结构,以及一系列其他化合物。 三氯化铝在熔融状态时以二聚体Al2Cl6与四配位铝存在。 这种结构变化与液相 (1.78 g/cm3) 相对于固体三氯化铝 (2.48 g/cm3) 的较低密度有关。 Al2Cl6 二聚体也存在于气相中。 在较高温度下,Al2Cl6 二聚体解离成三角平面 AlCl3,其结构类似于 BF3。 熔体的导电性很差,[9] 不像氯化钠等离子卤化物。
 
氯化铝单体的单体形式属于点群 D3h,二聚体形式属于点群 D2h。
 
芳烃的烷基化和酰化
AlCl3 是一种常见的路易斯酸催化剂,用于傅克反应,包括酰化和烷基化。 重要的产品是洗涤剂和乙苯。这些类型的反应是氯化铝的主要用途,例如,用于从苯和光气制备蒽醌(用于染料工业)。 在一般的 Friedel-Crafts 反应中,酰氯或卤代烷与芳族系统反应,烷基化反应比酰化反应应用更广泛,尽管它的实践对技​​术要求更高。对于这两种反应,氯化铝以及其他材料和设备都应该是干燥的,尽管反应进行需要微量水分。 芳烃的烷基化和酰化的详细程序是可用的。
 
Friedel-Crafts 反应的一个普遍问题是氯化铝催化剂有时需要完全化学计量,因为它与产物强烈络合。这种并发症有时会产生大量腐蚀性废物。由于这些和类似的原因,氯化铝的使用经常被沸石取代。
 
氯化铝也可用于将醛基引入芳环,例如通过使用一氧化碳、氯化氢和氯化铜 (I) 助催化剂的 Gattermann-Koch 反应。
 
在有机和有机金属合成中的其他应用
氯化铝在有机化学中还有广泛的其他应用。例如,它可以催化“烯反应”,如在香芹酮中加入 3-buten-2-one(甲基乙烯基酮):
 
它用于诱导各种烃耦合和重排。
 
在芳烃存在下与铝结合的氯化铝可用于合成双(芳烃)金属络合物,例如双(苯)铬,来自某些金属卤化物,通过所谓的 Fischer-Hafner 合成。苯与三氯化磷在氯化铝催化下反应制备二氯苯基膦。
 
合成
 
氯化铝是通过金属铝与氯或氯化氢在 650 至 750 °C(1,202 至 1,382 °F)的温度下发生放热反应而大规模生产的。 
 
2 Al + 3 Cl2 → 2 AlCl3
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2
氯化铝可以通过氯化铜和铝金属之间的单一置换反应形成。
 
2 Al + 3 CuCl2 → 2 AlCl3 + 3 Cu
在美国,1993 年生产了大约 21,000 吨,这还不包括铝生产中消耗的数量。 
 
水合三氯化铝是通过将氧化铝溶解在盐酸中制备的。金属铝也很容易溶于盐酸——释放氢气并产生大量热量。加热这种固体不会产生无水三氯化铝,六水合物在加热时分解成氢氧化铝:
 
Al(H2O)6Cl3 → Al(OH)3 + 3 HCl + 3 H2O
铝也形成较低的氯化物,氯化铝 (I) (AlCl),但这是非常不稳定的,并且仅在气相中已知。 
 
无水氯化铝不是矿物。 然而,六水合物被称为稀有矿物氯铝酸盐。 一种更复杂、碱性和水合的氯化铝矿物是钙铝榴石。 
 
安全
 
无水 AlCl3 会与碱发生剧烈反应,因此需要采取适当的预防措施。 如果吸入或接触,它会对眼睛、皮肤和呼吸系统造成刺激。 
 
 
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