Tin Chloride (SnCl2) Proprietà, struttura, usi e rischi

il cloruro di stagno (II) o cloruro stannoso, di formula chimica SnCl_2, è un composto solido cristallino bianco, prodotto della reazione di stagno e una soluzione concentrata di acido cloridrico: Sn (s) + 2HCl (conc) => SnCl₂(aq) + H₂(G). Il processo della sua sintesi (preparazione) consiste nell'aggiungere pezzi di limatura di stagno in modo che reagiscano con l'acido.

Dopo aver aggiunto i pezzi di stagno, procede alla disidratazione e alla cristallizzazione fino a ottenere il sale inorganico. In questo composto, lo stagno ha perso due elettroni dal guscio di valenza per formare legami con gli atomi di cloro.

Questo può essere meglio compreso considerando la configurazione di valenza di stagno (5 s²5p_x²p_e⁰p_z⁰), da cui la coppia di elettroni che occupano l'orbitale p_x è dato ai protoni H⁺, al fine di formare una molecola biatomica di idrogeno. Cioè, questa è una reazione di tipo redox.

indice

• 1 Proprietà fisiche e chimiche
  • 1.1 Configurazione di valenza
  • 1.2 Reattività
  • 1.3 Attività riducente
• 2 Struttura chimica
• 3 usi
• 4 rischi
• 5 riferimenti

Proprietà fisiche e chimiche

I collegamenti SnCl₂ Sono ionici o covalenti? Le proprietà fisiche del cloruro di stagno (II) escludono la prima opzione. I punti di fusione e di ebollizione per questo composto sono 247 ° C e 623 ° C, indicativi di deboli interazioni intermolecolari, fatto comune per i composti covalenti.

I suoi cristalli sono bianchi, che si traducono in assorbimento zero nello spettro visibile.

Configurazione di Valencia

Nell'immagine sopra, nell'angolo in alto a sinistra, viene illustrata una molecola di SnCl isolata₂.

La geometria molecolare dovrebbe essere piatta perché l'ibridazione dell'atomo centrale è sp² (3 orbitali sp² e un puro porbitale per formare legami covalenti), ma la coppia libera di elettroni occupa il volume e spinge verso il basso gli atomi di cloro, conferendo alla molecola una geometria angolare.

Nella fase gas questo composto è isolato, quindi non interagisce con le altre molecole.

Come perdita della coppia di elettroni nell'orbita p_x, lo stagno viene trasformato in ione Sn²⁺ e la sua configurazione elettronica risultante è 5s²5p_x⁰p_e⁰p_z⁰, con tutti i suoi orbitali disponibili per accettare collegamenti da altre specie.

Cl ioni^- si coordinano con lo ione²⁺ dare origine al cloruro di stagno. La configurazione elettronica di stagno in questo sale è 5s²5p_x²p_e²p_z⁰, essere in grado di accettare un altro paio di elettroni nel suo orbitale libero p_z.

Ad esempio, puoi accettare un altro Cl^-, formando il complesso della geometria del piano trigonale (una piramide con base triangolare) e caricata negativamente [SnCl₃]^-.

reattività

SnCl₂ ha un'alta reattività e una tendenza a comportarsi come l'acido di Lewis (recettore di elettroni) per completare il suo ottetto di valenza.

Proprio come accetta un Cl^-lo stesso accade con l'acqua, che "idrata" l'atomo di stagno collegando una molecola d'acqua direttamente allo stagno, e una seconda molecola d'acqua forma interazioni idrogeno-idrogeno con la prima.

Il risultato di questo è che SnCl₂ non è puro, ma è coordinato con l'acqua nel suo sale diidrato: SnCl₂· 2H₂O.

SnCl₂ È molto solubile in acqua e in solventi polari, perché è un composto polare. Tuttavia, la sua solubilità in acqua, inferiore al suo peso di massa, attiva una reazione di idrolisi (rottura di una molecola d'acqua) per generare un sale basico e insolubile:

SnCl₂(aq) + H₂O (l) <=> Sn (OH) Cl (s) + HCl (aq)

La doppia freccia indica che un equilibrio è stabilito, favorito verso sinistra (verso i reagenti) se le concentrazioni di HCl aumentano. Per questo motivo, soluzioni SnCl₂ impiegati hanno un pH acido, per evitare la precipitazione del prodotto salato indesiderato dell'idrolisi.

Attività riducente

Reagisce con l'ossigeno dell'aria per formare cloruro di stagno (IV) o cloruro stannico:

6 SnCl₂(aq) + O₂(g) + 2H₂O (l) => 2SnCl₄(aq) + 4Sn (OH) Cl (s)

In questa reazione lo stagno si ossida formando un legame con l'atomo di ossigeno elettronegativo e aumenta il suo numero di legami con gli atomi di cloro.

In generale, gli atomi elettronegativi degli alogeni (F, Cl, Br e I) stabilizzano i legami dei composti Sn (IV) e questo spiega perché il SnCl₂ è un agente riducente.

Quando si ossida e perde tutti i suoi elettroni di valenza, lo ione Sn⁴⁺ è lasciato con una configurazione 5s⁰5p_x⁰p_e⁰p_z⁰essendo la coppia di elettroni nell'orbitale 5s la più difficile da "strappare".

Struttura chimica

SnCl₂ Presenta una struttura cristallina di tipo ortorombico, simile a file di seghe, in cui le punte dei denti sono cloruri.

Ogni riga è una catena SnC₃ formare un ponte Cl con un altro atomo di Sn (Cl-Sn (Cl)₂-Cl- ···), come si può vedere nell'immagine sopra. Due catene, collegate da deboli interazioni del tipo Sn-Cl, costituiscono uno strato di disposizione, che viene sovrapposto su un altro strato, e così via fino a definire il solido cristallino.

La coppia di elettroni liberi 5s² causa distorsioni nella struttura perché occupa volume (il volume della nuvola elettronica).

Lo Sn può avere un numero di coordinazione uguale a nove, che è uguale ad avere nove vicini, disegnando un prisma trigonale con questo situato al centro della figura geometrica e il Cl nei vertici, oltre ad altri Cl localizzati in ciascuno delle facce quadrate del prisma.

Questo è più facile da osservare se si considera una catena in cui le Sn (sfere grigio scuro) puntano verso l'alto, e le tre Cl collegate ad essa formano il pavimento triangolare, mentre le tre Cl superiori formano il tetto triangolare.

applicazioni

In sintesi organica è usato come agente riducente per composti nitro aromatici (Ar-NO₂ à Ar-NH₂). Poiché la sua struttura chimica è laminare, trova impiego nel mondo della catalisi delle reazioni organiche, oltre ad essere un potenziale candidato per il supporto catalitico.

La sua proprietà riducente viene utilizzata per determinare la presenza di composti d'oro, per rivestire il vetro con specchi d'argento e agire come un antiossidante.

Inoltre, nella sua geometria molecolare piramide trigonale (: SnX3^- M⁺) è usato come base di Lewis per la sintesi di un gran numero di composti (come il complesso di complessi Pt)₃Sn₈Cl₂₀, dove la coppia libera da elettroni è coordinata con un acido di Lewis).

rischi

SnCl₂ Può danneggiare i globuli bianchi. È corrosivo, irritante, cancerogeno e ha un impatto altamente negativo sulle specie che popolano gli ecosistemi marini.

Può decomporsi alle alte temperature, liberando il gas nocivo del cloro. A contatto con agenti altamente ossidanti, innesca reazioni esplosive.

riferimenti

1. Shiver e Atkins. (2008). Chimica inorganica in Gli elementi del gruppo 14 (quarta edizione., pagina 329). Mc Graw Hill.
2. ChemicalBook. (2017). Estratto il 21 marzo 2018 da ChemicalBook: chemicalbook.com
3. PubChem. (2018). Cloruro di stagno Estratto il 21 marzo 2018 da PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Wikipedia. (2017). Tin (II) cloruro. Estratto il 21 marzo 2018 da Wikipedia: en.wikipedia.org
5. E. G. Rochow, E. W. (1975). La chimica del germanio: stagno e piombo (primo ed.). p-82.83. Pergamom Press.
6. F. Hulliger. (1976). Chimica strutturale delle fasi di tipo strato. P-120,121. D. Reidel Publishing Company.