氯化铝

氯化鋁,或三氯化铝,化學式為AlCl_3,是氯和鋁的化合物。氯化鋁熔點、沸點都很低,且會昇華,為有離子性的共價化合物。熔化的氯化鋁不易導電,和大多數含鹵素離子的鹽類(如氯化鈉)不同。

AlCl_3采取YCl_3结构,为Al3+立方最密堆积层状结构, 而AlBr_3中Al3+却占Br−最密堆积框架的相邻四面体间隙。熔融時AlCl_3生成可揮發的Al_2Cl_6,含有兩個三中心四電子氯橋鍵,更高温度下Al2Cl6二聚體則離解生成平面三角形AlCl_3,與BF_3結構類似。

氯化鋁是很常用的路易斯酸。在化學工業,它常是傅-克反應的催化劑。它亦用於烴的聚合和异构化反应中。

鋁亦可以生成一氯化鋁(AlCl),但這种化合物很不穩定,只能以氣態的形式出現。

工業上,它經鋁土礦加工,由鋁和氯之間的放熱反應所製。

制备
無水氯化鋁可由氧化鋁和碳的混合物與氯氣反應得到:2Al_2O_3 + 3C + 6Cl_2-> AlCl_3 + 3CO_2

也可由鋁和鹽酸的混合物得到:

6HCl + 2Al-> 2AlCl_3 + 3H_2
化學性質
氯化鋁是強路易斯酸, 可和路易斯鹼作用產生化合物,甚至也可和二苯甲酮和均三甲苯之類的弱路易斯鹼作用。若有氯離子存在,氯化鋁會生成(四)氯鋁酸根離子AlCl4−:

: AlCl3(aq) + Cl−(aq) AlCl4−(aq)

在水中,氯化鋁會部分水解,形成氯化氫气体或H3O+離子。其水溶液和其他含鋁物质的溶液相同,含有水合铝离子,跟適當份量的氫氧化鈉反應可生成氫氧化鋁沉淀:

: AlCl3(aq) + 3 NaOH(aq) → Al(OH)3(s) + 3NaCl(aq)
: AlCl3(aq) + 3 H2O → AlO2-+ 3HCl + H3O+

用途
氯化鋁主要用在傅-克反应

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氯化铝在有机化学中有很广泛的应用。 它可以催化Ene反應,比如3-丁烯-2-酮(甲基乙烯基甲酮)与香芹酮加成:

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氯化鋁也常用在烃类聚合反应和异构化反应中,重要的例子包括。

注意事項
無水氯化鋁會和鹼劇烈反應,因此需妥善處理。含結晶水的氯化鋁較無此問題。

如果吸入無水氯化鋁或接觸眼睛和皮膚會造成刺激。

參考文獻

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