硝酸銅（II）または硝酸第二銅、化学式のCu（NO 3）2は、明るく魅力的な色青緑色の無機塩です。それは、鉱物ゲルハダイトとルーアイトを含む銅鉱物の分解から工業規模で合成されます。
原料と塩の望ましい量の観点から、他のより実現可能な方法は、金属銅とその誘導体化合物との直接反応から成ります。銅が硝酸（HNO 3）の濃縮溶液と接触すると、レドックス反応が起こります。
この反応では、次の化学式に従って銅が酸化され、窒素が還元されます。
Cu（s）+ 4HNO 3（濃度）=> Cu（NO 3）2（水性）+ 2H 2 O（l）+ 2NO 2（g）
二酸化窒素（NO 2）は有害な褐色ガスです。得られた水溶液は青みがかっています。銅は、第一銅イオン（Cu +）、第二銅イオン（Cu 2+）、またはあまり一般的ではないイオンCu 3+を形成できます。ただし、第一銅イオンは、多くの電子的、エネルギー的、および幾何学的要因により、水性媒体では好まれません。
Cu +（0.52V）の標準還元電位は、Cu 2+（0.34V）よりも大きいため、Cu +はより不安定であり、電子を獲得してCu（s ）。この電気化学的測定は、CuNO 3が反応生成物として、または少なくとも水中に存在しない理由を説明しています。
物理的及び化学的性質
硝酸銅は、無水（乾燥）または異なる比率の水で水和されています。無水物は青い液体ですが、水素分子を形成できる水分子と調整した後、Cu（NO 3）2・3H 2 OまたはCu（NO 3）2・6H 2 O として結晶化します。市場で最も入手しやすい塩の3つの形態。
乾燥塩の分子量は187.6 g / molであり、この値に加えて、塩に組み込まれた水の各分子に対して18 g / molです。その密度は3.05 g / mLに等しく、組み込まれた水の分子ごとに減少します。3水和塩の場合は2.32 g / mL、6水和塩の場合は2.07 g / mLです。沸点はありませんが、昇華します。
硝酸銅の3つの形態はすべて、水、アンモニア、ジオキサン、エタノールに非常によく溶けます。銅の外部配位圏に別の分子が追加されると、それらの融点は低下します。溶融に続いて硝酸銅が熱分解し、NO 2の有害ガスが発生します。
2 Cu（NO 3）2（s）=> 2 CuO（s）+ 4 NO 2（g）+ O 2（g）
上記の化学式は無水塩に関するものです。水和塩の場合、方程式の右辺で水蒸気も生成されます。
電子構成
Cu 2+イオンの電子配置は3d 9であり、常磁性を示しています（3d 9軌道の電子は対になっていない）。
銅は周期表の4番目の周期の遷移金属であり、HNO 3の作用により2つの価電子を失ったため、共有結合を形成するために利用可能な4sおよび4p軌道がまだあります。さらに、Cu 2+は最も外側の4d軌道の2つを利用して、最大6つの分子と協調することができます。
NO 3 -のアニオンは、平坦でない、およびCuため2+であることがSP持っている必要があり、それらと連携することができる3 D 2のハイブリダイゼーション、それが八面体形状を採用することを可能にします。この防止NO 3 -アニオンお互いを「打つ」から。
これはCu 2+によって実現され、それらを互いの周りの正方形の平面に配置します。塩内のCu原子の結果の構成は、3d 9 4s 2 4p 6です。
化学構造
上の画像では、Cu（NO 3）2の孤立した分子が気相で表されています。硝酸アニオンの酸素原子は、銅の中心（内部配位圏）と直接配位し、4つのCu – O結合を形成します。
それは正方形の平面の分子幾何学を持っています。平面は、頂点にある赤い球と中央にある銅の球で描かれています。気相における相互作用は、NOとの間の静電反発による非常に弱い3 -基。
ただし、固相では、銅の中心が金属結合–Cu –Cu–を形成し、高分子銅鎖を形成します。
水分子はNOと水素結合を形成することができる3 -基、およびこれらは、Cu（NO周り水球体を作成するまで、他の水分子のための水素結合を提供する、などであろう3）2。
この領域では、1〜6個の外部ネイバーを持つことができます。したがって、塩は容易に水和され、水和した三塩および六塩を生成します。
塩は、一つのCuから形成さ2+イオン二NO 3 -イオンを、それをイオン性化合物（無水塩のための斜方晶系、水和した塩のための菱面体晶）の結晶特性を与えます。ただし、結合は本質的に共有結合です。
用途
硝酸銅の魅力的な色のため、この塩はセラミック、金属表面、一部の花火、そして繊維産業でも媒染剤として添加剤として使用されています。
これは、多くの反応、特に有機反応を触媒する反応にとって、イオン性銅の優れた供給源です。また、殺菌剤、除草剤として、または木材防腐剤として、他の硝酸塩と同様の使用法を見つけます。
その主な最新の用途のもう1つは、CuO触媒の合成、または感光性を備えた材料の合成です。
それはまた、ボルタ電池内の反応を示すために実験室を教える際の古典的な試薬として使用されます。
リスク
-強力な酸化剤であり、海洋生態系に有害であり、刺激性、毒性、腐食性があります。試薬と直接物理的に接触しないようにすることが重要です。
・可燃性ではありません。
-高温で分解し、NO 2などの刺激性ガスを放出します。
-人体では、心臓血管系および中枢神経系に慢性的な損傷を引き起こす可能性があります。
-胃腸管に刺激を引き起こす可能性があります。
-硝酸塩なので、体内では亜硝酸塩になります。亜硝酸塩は血中酸素濃度と心血管系に大混乱をもたらします。
参考文献
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