Cuprato

Los cupratos son una clase de compuestos que contienen uno o más átomos de cobre (Cu) en un anión. El término cuprato' proviene de 'cuprum', la palabra latina para cobre. Los cupratos aparecen principalmente en tres contextos: especies organocúpricas aniónicas; complejos de coordinación aniónicos inorgánicos; y óxidos complejos.[cita requerida]

Los cupratos orgánicos suelen tener una fórmula [CuR
2]−
, correspondiente al estado de oxidación del cobre(I), donde al menos uno de los grupos R puede ser cualquier grupo orgánico. Estos compuestos se utilizan frecuentemente en síntesis orgánica como nucleófilos débiles que atacan preferentemente los enlaces π.[cita requerida] Un ejemplo de un cuprato orgánico es el anión dimetilcuprato (I), [Cu(CH
3)
2]−
.

Los complejos de cuprato inorgánico presentan una amplia variedad de fórmulas. Un ejemplo de cuprato inorgánico es el anión tetraclorurocuprato(II) o tetraclorocuprato(II), ([CuCl
4]−
), un átomo de cobre (II) coordinado a cuatro iones cloruro .

Las sales de óxido de cuprato son materiales estratificados con fórmula general, y algunos no son estequiométricos. Muchos de estos compuestos son conocidos por sus propiedades superconductoras.[cita requerida]

Cupratos de óxido

Cuprato de potasio

Se conocen muchos cupratos (III) de metales alcalinos estables o metaestables, todas sales del polianión [CuO
22¯]n. Son oxidantes fuertes que oxidan el agua.[1] Se producen típicamente mediante actividades de oxígeno extremadamente altas. Los metales alcalinos más grandes que el sodio producen sales de color azul oscuro,[2][3] pero el cuprato de sodio (III) es de color marrón rojizo.[1]

Uno de los cupratos basados en óxido más simples es el cuprato de potasio (III), KCuO
2.[2] Aun así, es un compuesto no estequiométrico, por lo que la fórmula más exacta es KCuO
x y x están muy cerca de 2. Esto provoca la formación de defectos en la estructura cristalina, y esto conduce a la tendencia de este compuesto a reducirse.[3]

Uno de los cupratos inorgánicos más estudiados es YBa
2Cu
3O
7, también conocido como Óxido de Itrio, bario y cobre(YBCO). Este óxido cuprato ha sido objeto de extensa investigación debido a su capacidad para conducir la electricidad sin resistencia a temperaturas relativamente altas. Es el precursor de una familia de superconductores de cuprato.[cita requerida]

complejos de coordinación

El cobre forma muchos complejos de coordinación aniónicos con ligandos cargados negativamente, como cianuro, hidróxido y haluros, así como alquilos y arilos (véase Cupratos orgánicos).

Cobre(I)

Los cupratos que contienen cobre(I) tienden a ser incoloros, lo que refleja su configuración d10. Las estructuras varían desde geometría molecular lineal de 2 coordenadas, trigonal plana y tetraédrica. Algunos ejemplos incluyen [CuCl
2]¯ lineal y plano trigonal [CuCl
3]2¯.[4] El cianuro da complejos análogos pero también el tetracianocuprato(I) trianiónico, [Cu(CN)
4]3-.[5] Dicianocuprato(I), [Cu(CN)
2]¯, existe tanto en motivos moleculares como poliméricos, dependiendo del contracatión.[6]

Cobre (II)

Sal de cesio de hexafluorocuprato(IV)

Los cupratos que contienen cobre (II) incluyen triclorocuprato (II), [CuCl
3]¯, que es dimérico y el tetraclorocuprato(II) cuadrado-planar, [CuCl
4]2¯, y pentaclorocuprato(II), [CuCl
5]3¯.[7][8] Los complejos de clorocuprato(II) 3-coordinados son raros.[9]

Los complejos de tetraclorocuprato(II) tienden a adoptar una geometría tetraédrica aplanada con colores naranjas.[10][11][12][13]

El tetrahidroxicuprato de sodio(II) (Na
2[Cu(OH)
4]) es un ejemplo de un complejo de hidróxido homoléptico (todos los ligandos son iguales).[14]

Cu(OH)
2 + 2 NaOH → Na
2[Cu(OH)
4]

Cobre (III) y cobre (IV)

Hexafluorocuprato(III) [CuF
6]3¯y hexafluorocuprato(IV) [CuF
6]2¯son ejemplos raros de complejos de cobre(III) y cobre(IV). Son agentes oxidantes fuertes.

Cupratos orgánicos

Estructura del eterato de difenilcuprato(I) de litio, .[15]

Los cupratos desempeñan un papel en la síntesis orgánica. Son invariablemente Cu(I), aunque en algunas reacciones químicas se utilizan intermediarios Cu(II) o incluso Cu(III). Los cupratos orgánicos suelen tener fórmulas idealizadas [CuR
2]¯ y [CuR
3]2¯, ambos con cobre en estado de oxidación +1, donde R es un alquilo o arilo. Estos reactivos se utilizan como agentes alquilantes nucleófilos.[16]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Magee, J. S.; Wood, R. H. (1965). «Studies of Sodium Cuprate(III) Stability». Canadian Journal of Chemistry 43 (5): 1234-1237. doi:10.1139/v65-164.
  2. 1 2 G. Brauer, ed. (1963). «Potassium Cuprate (III)». Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2 (2da edición). NY: Academic Press. p. 1015.
  3. 1 2 Costa, Giorgio A.; Kaiser, Elena (1995). «Structural and thermal properties of the alkaline cuprate KCuO2». Thermochimica Acta. 269-270: 591-598. doi:10.1016/0040-6031(95)02575-8. Consultado el 20 de enero de 2023.
  4. ↑ Stricker, Marion; Linder, Thomas; Oelkers, Benjamin; Sundermeyer, Jörg (2010). «Cu(I)/(II) based catalytic ionic liquids, their metallo-laminate solid state structures and catalytic activities in oxidative methanol carbonylation». Green Chemistry 12 (9): 1589. doi:10.1039/c003948a.
  5. ↑ Kroeker, Scott; Wasylishen, Roderick E. (1999). «A multinuclear magnetic resonance study of crystalline tripotassium tetracyanocuprate». Canadian Journal of Chemistry 77 (11): 1962-1972. doi:10.1139/v99-181.
  6. ↑ Bowmaker, Graham A.; Hartl, Hans; Urban, Victoria (2000). «Crystal Structures and Vibrational Spectroscopy of [NBu4][Cu(CN)X] (X = Br, I) and [NBu4][Cu3(CN)4]·CH3CN». Inorganic Chemistry 39 (20): 4548-4554. doi:10.1021/ic000399s.
  7. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann.
  8. ↑ Willett, Roger D.; Butcher, Robert E.; Landee, Christopher P.; Twamley, Brendan (2006). «Two Halide Exchange in Copper(II) Halide Dimers: (4,4-Bipyridinium)Cu2Cl6−x BRX». Polyhedron 25 (10): 2093-2100. doi:10.1016/j.poly.2006.01.005.
  9. ↑ Hasselgren, Catrin; Jagner, Susan; Dance, Ian (2002). «Three-Coordinate [CuIIX3]− (X = Cl, Br), Trapped in a Molecular Crystal». Chemistry – A European Journal 8 (6): 1269-1278. PMID 11921210. doi:10.1002/1521-3765(20020315)8:6<1269::AID-CHEM1269>3.0.CO;2-9.
  10. ↑ Mahoui, A.; Lapasset, J.; Moret, J.; Saint Grégoire, P. (1996). «Tetraethylammonium Tetramethylammonium Tetrachlorocuprate(II), [(C2H5)4N][(CH3)4N][CuCl4]». Acta Crystallographica Section C 52 (11): 2674-2676. doi:10.1107/S0108270196009031.
  11. ↑ Guillermo Mínguez Espallargas; Lee Brammer; Jacco van de Streek; Kenneth Shankland; Alastair J. Florence; Harry Adams (2006). «Reversible Extrusion and Uptake of HCl Molecules by Crystalline Solids Involving Coordination Bond Cleavage and Formation». J. Am. Chem. Soc. 128 (30): 9584-9585. PMID 16866484. doi:10.1021/ja0625733.
  12. ↑ Kelley, A.; Nalla, S.; Bond, M. R. (2015). «The square-planar to flattened-tetrahedral CuX42− (X = Cl, Br) structural phase transition in 1,2,6-trimethylpyridinium salts». Acta Crystallogr. B 71 (Pt 1): 48-60. PMID 25643715. doi:10.1107/S205252061402664X.
  13. ↑ Egon Wiberg; Nils Wiberg; Arnold Frederick Holleman (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. pp. 1252-1264. ISBN 0-12-352651-5.
  14. ↑ Brauer, G., ed. (1963). «Sodium Tetrahydroxocuprate(II)». Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 1 (2nd edición). New York, NY: Academic Press. p. 1015.
  15. ↑ Lorenzen, Nis Peter; Weiss, Erwin (1990). «Synthesis and Structure of a Dimeric Lithium Diphenylcuprate:[{Li(OEt2)}(CuPh2)]2». Angewandte Chemie International Edition in English 29 (3): 300. doi:10.1002/anie.199003001.
  16. ↑ Louis S. Hegedus (1999). Transition metals in the synthesis of complex organic molecules. University Science Books. pp. 61-65. ISBN 1-891389-04-1.
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