อ่าน 12 นาที
น้ำผลึก
ในทางเคมี น้ำของการตกผลึก หรือ น้ำของการไฮเดรชั่น คือ น้ำ ที่ อยู่ใน ผลึก น้ำ มักถูกรวมเข้าในการก่อตัวของผลึกจาก สารละลายในน้ำ [ 1 ] ใน บางบริบท น้ำของ การตกผลึก คือมวลรวมของน้ำใน...
น้ำผลึก
ในทางเคมีน้ำของการตกผลึกหรือน้ำของการไฮเดรชั่นคือน้ำที่อยู่ในผลึก น้ำมักถูกรวมเข้าในการก่อตัวของผลึกจากสารละลายในน้ำ [ 1 ] ในบางบริบท น้ำของการตกผลึกคือมวลรวมของน้ำในสารที่อุณหภูมิที่กำหนด และส่วนใหญ่อยู่ในอัตราส่วนที่แน่นอน ( สโตอิคิโอเมตริก ) ตามหลักการแล้ว "น้ำของการตกผลึก" หมายถึงน้ำที่พบในโครงสร้างผลึกของสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะหรือเกลือ ซึ่งไม่ได้ ยึดติดโดยตรงกับแคตไอออน ของ โลหะ
เมื่อเกิดการตกผลึกจากน้ำหรือตัวทำละลาย ที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบ สารประกอบหลาย ชนิด จะรวมโมเลกุลของน้ำเข้าไปในโครงสร้างผลึก โดยทั่วไปแล้วสามารถกำจัดน้ำที่เกิดจากการตกผลึกได้โดยการให้ความร้อนแก่ตัวอย่าง แต่คุณสมบัติของผลึกมักจะหายไป
เมื่อเปรียบเทียบกับเกลืออนินทรีย์โปรตีนจะตกผลึกโดยมีน้ำปริมาณมากอยู่ในโครงผลึกปริมาณน้ำ 50% ถือเป็นเรื่องปกติสำหรับ โปรตีน
แอปพลิเคชัน
ความรู้เกี่ยวกับการไฮเดรชั่นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการคำนวณมวลของสารประกอบหลายชนิด ปฏิกิริยาของของแข็งคล้ายเกลือหลายชนิดมีความไวต่อการมีอยู่ของน้ำ การไฮเดรชั่นและการดีไฮเดรชั่นของเกลือเป็นหัวใจสำคัญของการใช้วัสดุเปลี่ยนเฟสสำหรับการจัดเก็บพลังงาน[ 2 ]
ตำแหน่งในโครงสร้างผลึก
เกลือที่มีน้ำผลึกที่เกี่ยวข้องเรียกว่าไฮ เด รต โครงสร้างของไฮเดรตอาจมีความซับซ้อนมาก เนื่องจากมีพันธะไฮโดรเจนที่กำหนดโครงสร้างพอลิเมอร์[ 3 ] [ 4 ] ในอดีต โครงสร้างของไฮเดรตหลายชนิดไม่เป็นที่รู้จัก และจุดในสูตรของไฮเดรตถูกใช้เพื่อระบุองค์ประกอบโดยไม่ระบุว่าน้ำถูกยึดอย่างไร ตามคำแนะนำของ IUPAC จุดตรงกลางจะไม่ถูกล้อมรอบด้วยช่องว่างเมื่อระบุสารประกอบ ทาง เคมี[ 5 ]ตัวอย่าง:
- CuSO 4 ·5H 2 O – คอปเปอร์(II) ซัลเฟต เพนตาไฮเดรต
- CoCl 2 ·6H 2 O – โคบอลต์(II) คลอไรด์ เฮกซาไฮเดรต
- SnCl 2 ·2H 2 O – ดีบุก(II) ( หรือสแตนนัส) คลอไรด์ไดไฮเดรต
สำหรับเกลือหลายชนิด การยึดเกาะที่แน่นอนของน้ำนั้นไม่สำคัญ เนื่องจากโมเลกุลของน้ำจะกลายเป็นสิ่งที่ไม่เสถียรเมื่อละลาย ตัวอย่างเช่น สารละลายในน้ำที่เตรียมจากCuSO₄ ·5H₂O และ CuSO₄ ที่ปราศจากน้ำจะมีพฤติกรรมเหมือนกัน ดังนั้น ความรู้เกี่ยวกับระดับการไฮเดรชั่นจึงมีความสำคัญเฉพาะในการกำหนดน้ำหนักสมมูล เท่านั้น กล่าว คือ CuSO₄ ·5H₂O หนึ่งโมลมีน้ำหนักมากกว่าหนึ่งโมลของCuSO₄ในบางกรณี ระดับการไฮเดรชั่นอาจมีความสำคัญต่อคุณสมบัติทางเคมีที่เกิดขึ้น ตัวอย่างเช่นRhCl₃ ที่ ปราศจาก น้ำไม่ละลายในน้ำและค่อนข้างไร้ประโยชน์ในเคมีโลหะอินทรีย์ในขณะที่RhCl₃ ·3H₂O มีความหลากหลายในการใช้งาน ในทำนองเดียวกันAlCl₃ ที่มีน้ำเป็น กรดลูอิสที่ไม่ดีดังนั้นจึงไม่มีฤทธิ์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยา Friedel-Crafts ดังนั้นตัวอย่างของAlCl₃จึงต้องได้รับการปกป้องจากความชื้นในบรรยากาศเพื่อป้องกันการเกิดไฮเดร ต
ผลึกของคอปเปอร์(II)ซัลเฟตไฮเดรตประกอบด้วย ศูนย์กลาง [Cu(H 2 O) 4 ] 2+ที่เชื่อมต่อกับSO2−4ไอออน ทองแดงถูกล้อมรอบด้วยอะตอมออกซิเจน 6 อะตอม ซึ่งมาจากกลุ่มซัลเฟต 2 กลุ่มที่แตกต่างกัน และโมเลกุลน้ำ 4 โมเลกุล น้ำโมเลกุลที่ 5 อยู่ที่อื่นในโครงสร้าง แต่ไม่ได้จับกับทองแดงโดยตรง[ 6 ] โคบอลต์คลอไรด์ที่กล่าวถึงข้างต้นเกิดขึ้นเป็น[Co(H 2 O) 6 ] 2+และCl −ในดีบุกคลอไรด์ ศูนย์กลาง Sn(II) แต่ละอันมีรูปร่างเป็นพีระมิด (มุมเฉลี่ยO/Cl−Sn−O/Clคือ 83°) โดยจับกับไอออนคลอไรด์ 2 ไอออนและน้ำ 1 โมเลกุล น้ำโมเลกุลที่สองในหน่วยสูตรจะจับกับคลอไรด์และโมเลกุลน้ำที่ประสานกันด้วยพันธะไฮโดรเจน น้ำผลึกมีความเสถียรโดยแรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิต ดังนั้นไฮเดรตจึงพบได้ทั่วไปในเกลือที่มีแคตไอออน +2 และ +3 รวมถึงแอนไอออน −2 ในบางกรณี น้ำหนักส่วนใหญ่ของสารประกอบมาจากน้ำ เกลือกลาวเบอร์ (Glauber's salt) สูตรเคมีNa₂SO₄ (H₂O ) ₁₀ เป็น ของแข็งผลึกสีขาวที่มีน้ำ เป็นองค์ประกอบมากกว่า 50% โดยน้ำหนัก
พิจารณากรณีของนิกเกิล(II) คลอไรด์เฮกซาไฮเดรต สารชนิดนี้มีสูตรเคมีคือ NiCl₂ (H₂O ) ₆ การ วิเคราะห์ทางผลึกศาสตร์เผย ให้เห็นว่าของแข็งประกอบด้วย หน่วยย่อย [ trans - NiCl₂ (H₂O ) ₄ ]ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน รวมถึงโมเลกุล H₂O อีกสองโมเลกุล ดังนั้นหนึ่งในสามของโมเลกุลน้ำในผลึก จึงไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรงกับNi²⁺ และอาจเรียก ได้ ว่าเป็น "น้ำผลึก"
การวิเคราะห์
ปริมาณน้ำในสารประกอบส่วนใหญ่สามารถหาได้โดยอาศัยความรู้เกี่ยวกับสูตรทางเคมี สำหรับตัวอย่างที่ไม่ทราบองค์ประกอบ สามารถหาได้โดยการวิเคราะห์ทางเทอร์โมกราวิเมตริก (TGA) โดยการให้ความร้อนแก่ตัวอย่างอย่างรุนแรง และบันทึกน้ำหนักที่แม่นยำของตัวอย่างเทียบกับอุณหภูมิ จากนั้นนำปริมาณน้ำที่ระเหยออกมาหารด้วยมวลโมลของน้ำ เพื่อหาจำนวนโมเลกุลของน้ำที่จับกับเกลือ
ตัวทำละลายอื่นๆ ที่ใช้ในการตกผลึก
น้ำเป็นตัวทำละลายที่พบได้ทั่วไปในผลึก เนื่องจากมีขนาดเล็กและมีขั้ว แต่ตัวทำละลายอื่นๆ อีกหลายชนิดก็สามารถอยู่ในผลึกได้เช่นกัน ซึ่งเรียกว่าโซลเวต [ 7 ] [ 8 ] น้ำ มีความน่าสนใจเพราะมีปฏิกิริยา ในขณะที่ตัวทำละลายอื่นๆ เช่นเบนซีนถือว่าไม่มีปฏิกิริยาทางเคมี บางครั้งอาจพบตัวทำละลายมากกว่าหนึ่งชนิดในผลึก และบ่อยครั้งที่ สัดส่วนของ ตัวทำละลายจะแปรผัน ซึ่งสะท้อนให้เห็นในแนวคิดทางผลึกศาสตร์ของ "การครอบครองบางส่วน" เป็นเรื่องปกติและเป็นไปตามธรรมเนียมสำหรับนักเคมีที่จะ "ทำให้แห้ง" ตัวอย่างด้วยการใช้สุญญากาศและความร้อนร่วมกัน "จนน้ำหนักคงที่"
สำหรับตัวทำละลายตกผลึกอื่นๆ การวิเคราะห์สามารถทำได้อย่างสะดวกโดยการละลายตัวอย่างในตัวทำละลายที่มีดิวเทอเรียมและวิเคราะห์สัญญาณของตัวทำละลายโดยใช้สเปกโทรสโกปี NMR นอกจากนี้การวิเคราะห์โครงสร้างผลึกด้วยรังสีเอกซ์แบบผลึกเดี่ยวก็สามารถตรวจจับตัวทำละลายตกผลึกเหล่านี้ได้เช่นกัน และอาจมีวิธีการอื่นๆ ที่มีอยู่ในปัจจุบัน
ตารางแสดงปริมาณน้ำผลึกในเฮไลด์อนินทรีย์บางชนิด
ตารางด้านล่างแสดงจำนวนโมเลกุลของน้ำต่อโลหะในเกลือชนิดต่างๆ[ 9 ] [ 10 ]
| เฮไลด์โลหะไฮเดรตและสูตรของพวกมัน | ทรงกลมการประสานงานของโลหะ | ปริมาณน้ำผลึกที่เทียบเท่าซึ่งไม่ได้จับกับ M | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| แคลเซียมคลอไรด์CaCl 2 (H 2 O) 6 | [Ca(μ-H 2 O) 6 (H 2 O) 3 ] 2+ | ไม่มี | ตัวอย่างของน้ำในฐานะลิแกนด์เชื่อมโยง[ 11 ] |
| แคลเซียมโบรไมด์CaBr 2 (H 2 O) 9 | [Ca(H 2 O) 8 ] 2+ | 1 | แคลเซียมเฮไลด์ที่มีน้ำมากที่สุด[ 12 ] |
| แคลเซียมไอโอไดด์CaI 2 (H 2 O) 7 | [Ca(H 2 O) 8 ] 2+ [ 12 ] | ไม่มี | ลิแกนด์น้ำที่เชื่อมต่อกัน |
| แคลเซียมไอโอไดด์CaI 2 (H 2 O) 8 | [Ca(H 2 O) 8 ] 2+ [ 12 ] | 1 | ลิแกนด์น้ำที่เชื่อมต่อกัน |
| แคลเซียมไอโอไดด์CaI 2 (H 2 O) 6.5 | [Ca(H 2 O) 8 ] 2+ [ 12 ] | ไม่มี | ลิแกนด์น้ำที่เชื่อมต่อกัน |
| ไทเทเนียม(III) คลอไรด์TiCl 3 (H 2 O) 6 | ทรานส์ - [TiCl 2 (H 2 O) 4 ] + [ 13 ] | 2 | ไอโซมอร์ฟิกกับVCl 3 (H 2 O) 6 |
| ไทเทเนียม(III) คลอไรด์TiCl 3 (H 2 O) 6 | [Ti(H 2 O) 6 ] 3+ [ 13 ] | ไม่มี | ไอโซเมอร์กับ[TiCl 2 (H 2 O) 4 ]Cl . 2H 2 O [ 14 ] |
| เซอร์โคเนียม(IV) ฟลูออไรด์ZrF 4 (H 2 O) 3 | (μ−F) 2 [ZrF 3 (H 2 O) 3 ] 2 | ไม่มี | กรณีหายากที่ Hf และ Zr แตกต่างกัน[ 15 ] |
| แฮฟเนียมเตตระฟลูออไรด์HfF 4 (H 2 O) 3 | (μ−F) 2 [HfF 2 (H 2 O) 2 ] n ( H 2 O ) n | 1 | กรณีหายากที่ Hf และ Zr แตกต่างกัน[ 15 ] |
| วาเนเดียม(III) คลอไรด์VCl 3 (H 2 O) 6 | ทรานส์ - [VCl 2 (H 2 O) 4 ] + [ 13 ] | 2 | |
| วานาเดียม (III) โบรไมด์VBr 3 (H 2 O) 6 | ทรานส์ - [VBr 2 (H 2 O) 4 ] + [ 13 ] | 2 | |
| วาเนเดียม(III) ไอโอไดด์VI 3 (H 2 O) 6 | [V(H 2 O) 6 ] 3+ | ไม่มี | เมื่อเปรียบเทียบกับCl −และBr −แล้วI −แข่งขันกับน้ำได้ไม่ดีนักในฐานะลิแกนด์สำหรับ V(III) |
| Nb 6 Cl 14 (H 2 O) 8 | [Nb 6 Cl 14 (H 2 O) 2 ] | 4 | |
| โครเมียม(III) คลอไรด์CrCl 3 (H 2 O) 6 | ทรานส์ - [CrCl 2 (H 2 O) 4 ] + | 2 | ไอโซเมอร์สีเขียวเข้ม หรือที่รู้จักกันในชื่อ "เกลือของบียอร์รัม" |
| โครเมียม(III) คลอไรด์CrCl 3 (H 2 O) 6 | [CrCl(H 2 O) 5 ] 2+ | 1 | ไอโซเมอร์สีน้ำเงินเขียว |
| โครเมียม(II) คลอไรด์CrCl 2 (H 2 O) 4 | ทรานส์ - [CrCl 2 (H 2 O) 4 ] | ไม่มี | การบิดเบี้ยวแบบระนาบสี่เหลี่ยม/สี่เหลี่ยมจัตุรัส |
| โครเมียม(III) คลอไรด์CrCl 3 (H 2 O) 6 | [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ | ไม่มี | ไอโซเมอร์สีม่วง มีโครงสร้างเหมือนกับสารประกอบอะลูมิเนียม[ 16 ] |
| แมงกานีส(II) คลอไรด์MnCl 2 (H 2 O) 6 | ทรานส์ - [MnCl 2 (H 2 O) 4 ] | 2 | |
| แมงกานีส(II) คลอไรด์MnCl 2 (H 2 O) 4 | ซิส - [MnCl 2 (H 2 O) 4 ] | ไม่มี | โมเลกุลซิส ไอโซเมอร์ทรานส์ที่ไม่เสถียรก็ได้รับการตรวจพบเช่นกัน[ 17 ] |
| แมงกานีส(II) โบรไมด์MnBr 2 (H 2 O) 4 | ซิส - [MnBr 2 (H 2 O) 4 ] | ไม่มี | ซิส โมเลกุล |
| แมงกานีส(II) ไอโอไดด์MnI 2 (H 2 O) 4 | ทรานส์ - [MnI 2 (H 2 O) 4 ] | ไม่มี | โมเลกุลที่มีโครงสร้างเหมือนกับ FeCl2(H2O)4 [ 18 ] |
| แมงกานีส(II) คลอไรด์MnCl 2 (H 2 O) 2 | ทรานส์ - [MnCl 4 (H 2 O) 2 ] | ไม่มี | พอลิเมอร์ที่มีคลอไรด์เป็นตัวเชื่อม |
| แมงกานีส(II) โบรไมด์MnBr 2 (H 2 O) 2 | ทรานส์ - [MnBr 4 (H 2 O) 2 ] | ไม่มี | พอลิเมอร์ที่มีโบรไมด์เชื่อมต่อ |
| รีเนียม(III) คลอไรด์Re 3 Cl 9 (H 2 O) 4 | สามเหลี่ยม - [Re 3 Cl 9 (H 2 O) 3 ] | ไม่มี | โลหะหนักในช่วงแรกสร้างพันธะ MM [ 19 ] |
| เหล็ก(II) คลอไรด์FeCl 2 (H 2 O) 6 | ทรานส์ - [FeCl 2 (H 2 O) 4 ] | สอง | |
| เหล็ก(II) คลอไรด์FeCl 2 (H 2 O) 4 | ทรานส์ - [FeCl 2 (H 2 O) 4 ] | ไม่มี | โมเลกุล |
| เหล็ก (II) โบรไมด์Febr 2 (H 2 O) 4 | ทรานส์ - [FeBr 2 (H 2 O) 4 ] | ไม่มี | โมเลกุล[ 20 ]ไฮเดรตของ FeI2 ยังไม่เป็นที่รู้จัก |
| เหล็ก(II) คลอไรด์FeCl 2 (H 2 O) 2 | ทรานส์ - [FeCl 4 (H 2 O) 2 ] | ไม่มี | พอลิเมอร์ที่มีคลอไรด์เป็นตัวเชื่อม |
| เหล็ก(III) คลอไรด์FeCl 3 (H 2 O) 6 | ทรานส์ - [FeCl 2 (H 2 O) 4 ] + | สอง | หนึ่งในสี่ไฮเดรตของเฟอร์ริกคลอไรด์ [ 21 ] มีโครงสร้างเหมือนกับอะนาล็อกของ Cr |
| เหล็ก(III) คลอไรด์FeCl 3 (H 2 O) 2.5 | ซิส - [FeCl 2 (H 2 O) 4 ] + | สอง | ไดไฮเดรตมีโครงสร้างที่คล้ายกัน โดยทั้งสองชนิดมีFeCl เป็นองค์ประกอบ−4แอนไอออน[ 21 ] |
| โคบอลต์(II) คลอไรด์CoCl 2 (H 2 O) 6 | ทรานส์ - [CoCl 2 (H 2 O) 4 ] | สอง | |
| โคบอลต์(II) โบรไมด์CoBr 2 (H 2 O) 6 | ทรานส์ - [CoBr 2 (H 2 O) 4 ] | สอง | |
| โคบอลต์(II) ไอโอไดด์CoI 2 (H 2 O) 6 | [Co(H 2 O) 6 ] 2+ | ไม่มี[ 22 ] | ไอโอไดด์ไม่สามารถแข่งขันกับน้ำได้ดีนัก |
| โคบอลต์(II) โบรไมด์CoBr 2 (H 2 O) 4 | ทรานส์ - [CoBr 2 (H 2 O) 4 ] | ไม่มี | โมเลกุล[ 20 ] |
| โคบอลต์(II) คลอไรด์CoCl 2 (H 2 O) 4 | ซิส - [CoCl 2 (H 2 O) 4 ] | ไม่มี | หมายเหตุ: โมเลกุลซิส |
| โคบอลต์(II) คลอไรด์CoCl 2 (H 2 O) 2 | ทรานส์ - [CoCl 4 (H 2 O) 2 ] | ไม่มี | พอลิเมอร์ที่มีคลอไรด์เป็นตัวเชื่อม |
| โคบอลต์(II) โบรไมด์CoBr 2 (H 2 O) 2 | ทรานส์ - [CoBr 4 (H 2 O) 2 ] | ไม่มี | พอลิเมอร์ที่มีโบรไมด์เชื่อมต่อ |
| นิกเกิล(II) คลอไรด์NiCl 2 (H 2 O) 6 | ทรานส์ - [NiCl 2 (H 2 O) 4 ] | สอง | |
| นิกเกิล(II) คลอไรด์NiCl 2 (H 2 O) 4 | ซิส - [NiCl 2 (H 2 O) 4 ] | ไม่มี | หมายเหตุ: โมเลกุลซิส[ 20 ] |
| นิกเกิล(II) โบรไมด์NiBr 2 (H 2 O) 6 | ทรานส์ - [NiBr 2 (H 2 O) 4 ] | สอง | |
| นิกเกิล (II) ไอโอไดด์NiI 2 (H 2 O) 6 | [Ni(H 2 O) 6 ] 2+ | ไม่มี[ 22 ] | ไอโอไดด์ไม่สามารถแข่งขันกับน้ำได้ดีนัก |
| นิกเกิล(II) คลอไรด์NiCl 2 (H 2 O) 2 | ทรานส์ - [NiCl 4 (H 2 O) 2 ] | ไม่มี | พอลิเมอร์ที่มีคลอไรด์เป็นตัวเชื่อม |
| แพลทินัม(IV) คลอไรด์[Pt(H 2 O) 2 Cl 4 ](H 2 O) 3 [ 23 ] | ทรานส์ - [PtCl 4 (H 2 O) 2 ] | 3 | ศูนย์กลาง Pt ทรงแปดเหลี่ยม; ตัวอย่างที่หายากของสารเชิงซ้อนคลอไรด์-อะควาที่ไม่ใช่ธาตุแถวแรก |
| แพลทินัม(IV) คลอไรด์[Pt(H 2 O) 3 Cl 3 ]Cl(H 2 O) 0.5 [ 24 ] | fac - [PtCl 3 (H 2 O) 3 ] + | 0.5 | ศูนย์กลาง Pt ทรงแปดเหลี่ยม; ตัวอย่างที่หายากของสารเชิงซ้อนคลอไรด์-อะควาที่ไม่ใช่ธาตุแถวแรก |
| คอปเปอร์(II) คลอไรด์CuCl 2 (H 2 O) 2 | [CuCl 4 (H 2 O) 2 ] 2 | ไม่มี | ระยะห่าง Cu-Cl ยาวสองระยะ ที่บิดเบี้ยวเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส |
| คอปเปอร์(II) โบรไมด์CuBr 2 (H 2 O) 4 | [CuBr 4 (H 2 O) 2 ] n | สอง | ระยะห่าง Cu-Br ยาวสองระยะที่บิดเบี้ยวเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส[ 20 ] |
| ซิงค์(II) คลอไรด์ ZnCl 2 (H 2 O) 1.33 [ 25 ] | 2 ZnCl 2 + ZnCl 2 (H 2 O) 4 | ไม่มี | พอลิเมอร์เชิงประสานที่มีศูนย์กลาง Zn ทั้งแบบทรงสี่หน้าและทรงแปดหน้า |
| ซิงค์(II) คลอไรด์ ZnCl 2 (H 2 O) 2.5 [ 26 ] [ 27 ] | Cl 3 Zn(μ-Cl)Zn(H 2 O) 5 | ไม่มี | ศูนย์กลาง Zn แบบทรงสี่หน้าและทรงแปดหน้า |
| ซิงค์(II) คลอไรด์ZnCl 2 (H 2 O) 3 [ 25 ] [ 26 ] | [ZnCl 4 ] 2−และ [Zn(H 2 O) 6 ] 2+ | ไม่มี | ศูนย์กลาง Zn แบบทรงสี่หน้าและทรงแปดหน้า |
| ซิงค์(II) คลอไรด์ ZnCl 2 (H 2 O) 4.5 | [ZnCl 4 ] 2−และ [Zn(H 2 O) 6 ] 2+ | สาม | ศูนย์ Zn ทรงสี่เหลี่ยมและทรงแปดเหลี่ยม[ 26 ] [ 25 ] |
| แคดเมียมคลอไรด์ CdCl 2 ·H 2 O [ 28 ] | ไม่มี | น้ำผลึกพบได้ยากในเฮไลด์ของโลหะหนัก | |
| แคดเมียมคลอไรด์ CdCl 2 ·2.5H 2 O [ 29 ] | CdCl 5 (H 2 O) และ CdCl 4 (H 2 O) 2 | ไม่มี | |
| แคดเมียมคลอไรด์ CdCl 2 ·4H 2 O [ 30 ] | CdCl 4 (H 2 O) 4 | สอง | คลอไรด์แบบแปดเหลี่ยมที่เชื่อมต่อกันสองจุด |
| แคดเมียมโบรไมด์ CdBr 2 (H 2 O) 4 [ 31 ] | [CdBr 4 (H 2 O) 2 | สอง | ศูนย์กลาง Cd ทรงแปดเหลี่ยม |
| อะลูมิเนียมไตรคลอไรด์AlCl 3 (H 2 O) 6 | [Al(H 2 O) 6 ] 3+ | ไม่มี | มีโครงสร้างเหมือนกับสารประกอบ Cr(III) |
| อะลูมิเนียมไตรโอไดด์AlI 3 (H 2 O) 6 | [Al(H 2 O) 6 ] 3+ | ไม่มี | ไฮเดรตอื่นๆ เป็นที่รู้จัก[ 32 ] |
| อะลูมิเนียมไตรโอไดด์AlI 3 (H 2 O) 15 | [Al(H 2 O) 6 ] 3+ | 9 | ไฮเดรตอื่นๆ เป็นที่รู้จัก[ 32 ] |
| อะลูมิเนียมไตรโอไดด์AlI 3 (H 2 O) 17 | [Al(H 2 O) 6 ] 3+ | 11 | ไฮเดรตที่ตกผลึกสูงสุด[ 32 ] |
ไฮเดรตของโลหะซัลเฟต
ซัลเฟตของโลหะทรานซิชันก่อตัวเป็นไฮเดรตหลายชนิด หลายชนิดเกิดขึ้นในธรรมชาติ ซึ่งเป็นผลมาจากการผุพังของแร่ซัลไฟด์[ 33 ] [ 34 ] โมโนไฮเดรตหลายชนิดเป็นที่รู้จัก[ 35 ]
| สูตรของซัลเฟตไอออนโลหะไฮเดรต | ทรงกลม การประสานงานของไอออนโลหะ | ปริมาณน้ำผลึกที่เทียบเท่าซึ่งไม่ได้จับกับ M | ชื่อแร่ | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|---|
| MgSO 4 (H 2 O) | [Mn(μ-H 2 O)(μ 4 ,-κ 1 -SO 4 ) 4 ] [ 35 ] | ไม่มี | คีเซอไรต์ | ดูสารประกอบอะนาล็อกของ Mn, Fe, Co, Ni, Zn |
| MgSO 4 (H 2 O) 4 | [Mg(H 2 O) 4 (κ′,κ 1 -SO 4 )] 2 | ไม่มี | ซัลเฟตเป็นลิแกนด์เชื่อมต่อ วงแหวน Mg 2 O 4 S 2 8 สมาชิก[ 36 ] | |
| MgSO 4 (H 2 O) 6 | [Mg(H 2 O) 6 ] | ไม่มี | เฮกซาไฮเดรต | ลวดลายทั่วไป[ 33 ] |
| MgSO 4 (H 2 O) 7 | [Mg(H 2 O) 6 ] | หนึ่ง | เอปโซไมต์ | ลวดลายทั่วไป[ 33 ] |
| TiOSO 4 (H 2 O) | [Ti(μ-O) 2 (H 2 O)(κ 1 -SO 4 ) 3 ] | ไม่มี | การให้ความชุ่มชื้นเพิ่มเติมจะทำให้เกิดเจล | |
| VSO 4 (H 2 O) 6 | [V(H 2 O) 6 ] | ไม่มี | ใช้รูปแบบเฮกซาไฮไดรต์[ 37 ] | |
| VSO 4 (H 2 O) 7 | [V(H 2 O) 6 ] | หนึ่ง | เฮกซาอะควอ[ 38 ] | |
| VOSO 4 (H 2 O) 5 | [VO(H 2 O) 4 (κ 1 -SO 4 ) 4 ] | หนึ่ง | ||
| Cr(SO 4 )(H 2 O) 3 | [Cr(H 2 O) 3 (κ 1 -SO 4 )] | ไม่มี | มีลักษณะคล้าย Cu(SO 4 )(H 2 O) 3 [ 39 ] | |
| Cr(SO 4 )(H 2 O) 5 | [Cr(H 2 O) 4 (κ 1 -SO 4 ) 2 ] | หนึ่ง | มีลักษณะคล้าย Cu(SO 4 )(H 2 O) 5 [ 40 ] | |
| Cr 2 (SO 4 ) 3 (H 2 O) 18 | [Cr(H 2 O) 6 ] | หก | โครเมียม(III) ซัลเฟตชนิดหนึ่ง | |
| MnSO 4 (H 2 O) | [Mn(μ-H 2 O)(μ 4 ,-κ 1 -SO 4 ) 4 ] [ 35 ] | ไม่มี | ซมิไคต์ | ดูสารประกอบที่คล้ายคลึงกันของ Fe, Co, Ni, Zn |
| MnSO 4 (H 2 O) 4 | [Mn(ไมโคร-SO 4 ) 2 (H 2 O) 4 ] [ 41 ] | ไม่มี | ไอเลซิเตเพนตาไฮเดรตเรียกว่า โจโคคุไอต์ ส่วนไอเลซิเตเพนตาไฮเดรตซึ่งเป็นชนิดที่หายากที่สุดเรียกว่า ชวาเลซิไอต์ | โดยมีแกน กลาง เป็นวงแหวน 8 สมาชิก Mn 2 (SO 4 ) 2 |
| MnSO 4 (H 2 O) 5 | ? | jôkokuite | ||
| MnSO 4 (H 2 O) 6 | ? | ชวาเลติไซท์ | ||
| MnSO 4 (H 2 O) 7 | [Mn(H 2 O) 6 ] | หนึ่ง | มัลลาร์ไดต์[ 34 ] | ดูอะนาล็อกของแมกนีเซียม |
| FeSO 4 (H 2 O) | [เฟ(μ-H 2 O)(μ 4 -κ 1 -SO 4 ) 4 ] [ 35 ] | ไม่มี | ดูสารประกอบอะนาล็อกของ Mn, Co, Ni และ Zn | |
| FeSO 4 (H 2 O) 7 | [Fe(H 2 O) 6 ] | หนึ่ง | เมลันเทอไรต์[ 34 ] | ดูอะนาล็อกของแมกนีเซียม |
| FeSO 4 (H 2 O) 4 | [เฟ(H 2 O) 4 (κ′,κ 1 -SO 4 )] 2 | ไม่มี | ซัลเฟตเป็นลิแกนด์เชื่อมต่อ วงแหวน Fe 2 O 4 S 2 8 สมาชิก[ 36 ] | |
| Fe II (Fe III ) 2 (SO 4 ) 4 (H 2 O) 14 | [เฟII (H 2 O) 6 ] 2+ [เฟIII (H 2 O) 4 (κ 1 -SO 4 ) 2 ]− 2 | ไม่มี | ซัลเฟตเป็นลิแกนด์ปลายทางบน Fe(III) [ 42 ] | |
| CoSO 4 (H 2 O) | [Co(μ-H 2 O)(μ 4 -κ 1 -SO 4 ) 4 ] [ 35 ] | ไม่มี | ดูสารประกอบอะนาล็อกของ Mn, Fe, Ni, Zn | |
| CoSO 4 (H 2 O) 6 | [Co(H 2 O) 6 ] | ไม่มี | ชาวมัวร์เฮาส์ | ดูอะนาล็อกของแมกนีเซียม |
| CoSO 4 (H 2 O) 7 | [Co(H 2 O) 6 ] | หนึ่ง | บีเบอไรต์[ 34 ] | ดูสารประกอบที่คล้ายคลึงกันของ Fe และ Mg |
| นิโซโตร ( H2O ) | [Ni(μ-H 2 O)(μ 4 -κ 1 -SO 4 ) 4 ] [ 35 ] | ไม่มี | ดูสารประกอบอะนาล็อกของ Mn, Fe, Co และ Zn | |
| นิโซโตร (H 2 O) 6 | [Ni(H 2 O) 6 ] | ไม่มี | เรทเกอร์ไซต์ | หนึ่งในไฮเดรตซัลเฟตนิกเกิลหลายชนิด[ 43 ] |
| NiSO 4 (H 2 O) 7 | [Ni(H 2 O) 6 ] | มอเรโนไซต์[ 34 ] | ||
| PdSO 4 (H 2 O) 2 | [Pd(SO 4 )(H 2 O) 2 ] [ 44 ] | ไม่มี | ||
| (NH 4 ) 2 [Pt 2 (SO 4 ) 4 (H 2 O) 2 ] | [Pt 2 (SO 4 ) 4 (H 2 O) 2 ] 2− | ไม่มี | โครงสร้างโคมไฟจีนที่ยึดด้วย Pt-Pt [ 45 ] | |
| CuSO 4 (H 2 O) 5 | [ลูกบาศ์ก(H 2 O) 4 (κ 1 -SO 4 ) 2 ] | หนึ่ง | แร่แคลแคนไทต์ | ซัลเฟตเป็นลิแกนด์เชื่อมโยง[ 46 ] |
| CuSO 4 (H 2 O) 7 | [Cu(H 2 O) 6 ] | หนึ่ง | บูธไทต์[ 34 ] | |
| ZnSO 4 (H 2 O) | [สังกะสี(μ-H 2 O)(μ 4 -κ 1 -SO 4 ) 4 ] [ 35 ] | ไม่มี | ดูสารประกอบอะนาล็อกของ Mn, Fe, Co และ Ni | |
| ZnSO 4 (H 2 O) 4 | [สังกะสี(H 2 O) 4 (κ′,κ 1 -SO 4 )] 2 | ไม่มี | ซัลเฟตเป็นลิแกนด์เชื่อมต่อ วงแหวน Zn 2 O 4 S 2 8 สมาชิก[ 36 ] [ 47 ] | |
| ZnSO 4 (H 2 O) 6 | [Zn(H 2 O) 6 ] | ไม่มี | ดูอะนาล็อก Mg [ 48 ] | |
| ZnSO 4 (H 2 O) 7 | [Zn(H 2 O) 6 ] | หนึ่ง | โกสลาไรต์[ 34 ] | ดูอะนาล็อกของแมกนีเซียม |
| CdSO 4 (H 2 O) | [ซีดี(μ-H 2 O) 2 (κ 1 -SO 4 ) 4 ] | ไม่มี | ลิแกนด์น้ำที่เชื่อมต่อ[ 49 ] |
ไฮเดรตของไนเตรตโลหะ
ไนเตรตของโลหะทรานซิชันสามารถเกิดเป็นไฮเดรตได้หลายชนิด ไอออนไนเตรตมักจะจับกับโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเกลือที่มีลิแกนด์อะควา น้อยกว่าหกตัว ไนเตรตพบได้ไม่บ่อยในธรรมชาติ ดังนั้นจึงมีแร่ธาตุเพียงไม่กี่ชนิดที่แสดงไว้ในที่นี้ ไนเตรตเหล็กไฮเดรตยังไม่ได้รับการศึกษาลักษณะทางผลึกศาสตร์
| สูตรของไนเตรตไอออนโลหะไฮเดรต | ทรงกลม การประสานงานของไอออนโลหะ | ปริมาณน้ำผลึกที่เทียบเท่าซึ่งไม่ได้จับกับ M | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| Cr(NO 3 ) 3 (H 2 O) 9 | [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ | สาม | การกำหนดค่าทรงแปดเหลี่ยม[ 50 ]มีโครงสร้างเหมือนกับ Fe(NO 3 ) 3 (H 2 O) 9 |
| Mn(NO 3 ) 2 (H 2 O) 4 | ซิส -[Mn(H 2 O) 4 (κ 1 -ONO 2 ) 2 ] | ไม่มี | โครงสร้างทรงแปดเหลี่ยม |
| Mn(NO 3 ) 2 (H 2 O) | [Mn(H 2 O)(μ-ONO 2 ) 5 ] | ไม่มี | โครงสร้างทรงแปดเหลี่ยม |
| Mn(NO 3 ) 2 (H 2 O) 6 | [Mn(H 2 O) 6 ] | ไม่มี | โครงสร้างทรงแปดเหลี่ยมมีโครงสร้างเหมือนกับอะนาล็อกของ Zn [ 51 ] |
| Fe(NO 3 ) 3 (H 2 O) 9 | [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ | สาม | การกำหนดค่าทรงแปดเหลี่ยม[ 52 ]มีโครงสร้างเหมือนกับ Cr(NO 3 ) 3 (H 2 O) 9 |
| Fe(NO 3 ) 3 )(H 2 O) 4 | [เฟ(H 2 O) 3 (κ 2 -O 2 NO) 2 ] + | หนึ่ง | พีระมิดคู่ห้าเหลี่ยม[ 53 ] |
| Fe(NO 3 ) 3 (H 2 O) 5 | [เฟ(เอช2โอ) 5 (κ 1 -โอโน2 )] 2+ | ไม่มี | การกำหนดค่าทรงแปดเหลี่ยม[ 53 ] |
| Fe(NO 3 ) 3 (H 2 O) 6 | [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ | ไม่มี | การกำหนดค่าทรงแปดเหลี่ยม[ 53 ] |
| Co(NO 3 ) 2 (H 2 O) 2 | [Co(H 2 O) 2 (κ 1 -ONO 2 ) 2 ] | ไม่มี | โครงสร้างทรงแปดเหลี่ยม |
| Co(NO 3 ) 2 (H 2 O) 4 | [Co(H 2 O) 4 (κ 1 -ONO 2 ) 2 | ไม่มี | โครงสร้างทรงแปดเหลี่ยม |
| Co(NO 3 ) 2 (H 2 O) 6 | [Co(H 2 O) 6 ] 2+ | ไม่มี | การกำหนดค่า ทรงแปดเหลี่ยม[ 54 ] |
| α- Ni(NO 3 ) 2 (H 2 O) 4 | ซิส -[Ni(H 2 O) 4 (κ 1 -ONO 2 ) 2 ] | ไม่มี | การกำหนดค่า ทรงแปดเหลี่ยม[ 55 ] |
| β- Ni(NO 3 ) 2 (H 2 O) 4 | ทรานส์ -[Ni(H 2 O) 4 (κ 1 -ONO 2 ) 2 ] | ไม่มี | การกำหนดค่า ทรงแปดเหลี่ยม[ 56 ] |
| Pd(NO 3 ) 2 (H 2 O) 2 | ทรานส์ -[Pd(H 2 O) 2 (κ 1 -ONO 2 ) 2 ] | ไม่มี | เรขาคณิตการประสานงานระนาบสี่เหลี่ยม[ 57 ] |
| Cu(NO 3 ) 2 (H 2 O) | [Cu(H 2 O)(κ 2 -ONO 2 ) 2 ] | ไม่มี | โครงสร้างทรงแปดเหลี่ยม |
| Cu(NO 3 ) 2 (H 2 O) 1.5 | ไม่แน่นอน | ไม่แน่นอน | ไม่แน่นอน[ 58 ] |
| Cu(NO 3 ) 2 (H 2 O) 2.5 | [ลูกบาศ์ก(H 2 O) 2 (κ 1 -ONO 2 ) 2 ] | หนึ่ง | ระนาบสี่เหลี่ยม[ 59 ] |
| Cu(NO 3 ) 2 (H 2 O) 3 | ไม่แน่นอน | ไม่แน่นอน | ไม่แน่นอน[ 60 ] |
| Cu(NO 3 ) 2 (H 2 O) 6 | [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ | ไม่มี | การกำหนดค่าทรงแปดเหลี่ยม[ 61 ] |
| Zn(NO 3 ) 2 (H 2 O) 4 | ซิส -[สังกะสี(H 2 O) 4 (κ 1 -ONO 2 ) 2 ] | ไม่มี | โครงสร้างทรงแปดเหลี่ยม |
| Zn(NO 3 ) 2 (H 2 O) 6 | [Zn(H 2 O) 6 ] | ไม่มี | โครงสร้างทรงแปดเหลี่ยมมีโครงสร้างเหมือนกับอะนาล็อกของ Mn [ 51 ] |
| Hg 2 (NO 3 ) 2 (H 2 O) 2 | [H 2 O–Hg–Hg–OH 2 ] 2+ | เชิงเส้น[ 62 ] |
แกลเลอรี่
คอปเปอร์(II) ซัลเฟตไฮเด รต มีสีฟ้าสดใส
คอปเปอร์(II) ซัลเฟตปราศจากน้ำมีสีฟ้าอมเขียวอ่อน
โครงสร้างย่อยของ MSO 4 (H 2 O) แสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของน้ำที่เป็นตัวเชื่อมและซัลเฟตที่เป็นตัวเชื่อม (M = Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Zn)
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ น้ำผลึก
ในทางเคมี น้ำของการตกผลึก หรือ น้ำของการไฮเดรชั่น คือ น้ำ ที่ อยู่ใน ผลึก น้ำ มักถูกรวมเข้าในการก่อตัวของผลึกจาก สารละลายในน้ำ [ 1 ] ใน บางบริบท น้ำของ การตกผลึก คือมวลรวมของน้ำใน...
แอปพลิเคชัน
ความรู้เกี่ยวกับการไฮเดรชั่นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการคำนวณมวลของสารประกอบหลายชนิด ปฏิกิริยาของของแข็งคล้ายเกลือหลายชนิดมีความไวต่อการมีอยู่ของน้ำ การไฮเดรชั่นและการดีไฮเดรชั่นของเกลือเป็นหัวใจสำคัญของการใช้ วัสดุเปลี่ยนเฟส สำหรับการจัดเก็บพลังงาน [ 2 ]
ตำแหน่งในโครงสร้างผลึก
เกลือ ที่ มีน้ำผลึกที่เกี่ยวข้องเรียกว่า ไฮ เด รต โครงสร้างของไฮเดรตอาจมีความซับซ้อนมาก เนื่องจากมี พันธะไฮโดรเจน ที่กำหนดโครงสร้างพอลิเมอร์ [ 3 ] [ 4 ] ในอดีต โครงสร้างของไฮเดรตหลายชนิดไม่เป็นที่รู้จัก...
การวิเคราะห์
ปริมาณน้ำในสารประกอบส่วนใหญ่สามารถหาได้โดยอาศัยความรู้เกี่ยวกับสูตรทางเคมี สำหรับตัวอย่างที่ไม่ทราบองค์ประกอบ สามารถหาได้โดย การวิเคราะห์ทางเทอร์โมกราวิเมตริก (TGA) โดยการให้ความร้อนแก่ตัวอย่างอย่างรุนแรง และบันทึกน้ำหนักที่แม่นยำของตัวอย่างเทียบกับอุณหภูมิ...