miniaturadeimagen|Una muestra de óxido de cobre (I), también conocido como óxido cuproso El cobre forma una gran variedad de compuestos, generalmente con estados de oxidación +1 y +2, que a menudo se denominan cuproso, para el cobre en estado de oxidación 1+ y cúprico, para el cobre en su estado de oxidación 2+ . Los compuestos de cobre, ya sean complejos orgánicos u organometálicos, promueven o catalizan numerosos procesos químicos y biológicos.
Compuestos binarios Al igual que con otros elementos, los compuestos más simples del cobre son compuestos binarios, es decir, aquellos que contienen solo dos elementos. Los principales ejemplos son los óxidos, sulfuros y haluros. Se conocen óxidos cuprosos y cúpricos. Entre los numerosos sulfuros de cobre, ejemplos importantes incluyen el sulfuro de cobre(I) y el sulfuro de cobre(II).
Se conocen haluros cuprosos con flúor, cloro, bromo y yodo, así como haluros cúpricos con flúor, cloro y bromo. Los intentos de preparar yoduro de cobre(II) solo producen yoduro de cobre(I) y yodo.
2 Cu2+ + 4 I− → 2 CuI + I2
Química de coordinación izquierda|miniaturadeimagen|El cobre(II) produce una coloración azul intenso en presencia de ligandos de amoníaco. El que se utiliza en este caso es sulfato de tetraaminocobre (II) .
complejos Cu–O y Cu–N El cobre forma complejos de coordinación con ligandos. En solución acuosa, el cobre(II) existe como . Este complejo exhibe la tasa de intercambio de agua más rápida (velocidad de unión y desprendimiento de ligandos de agua) de cualquier complejo acuoso de metal de transición. La adición de hidróxido de sodio acuoso provoca la precipitación de hidróxido de cobre(II) sólido de color azul claro. Una ecuación simplificada es: miniaturadeimagen|Diagrama de Pourbaix para cobre en medios no complejados (aniones distintos de OH− no considerados). Concentración iónica: 0,001 m (mol/kg de agua). Temperatura 25 °C.
Cu2+ + + 2OH− → Cu(OH)2
El amoníaco acuoso produce el mismo precipitado. Al añadir un exceso de amoníaco, el precipitado se disuelve, formando tetraaminocobre(II).
+ 4 NH3(aq) → + 2 H2O + 2 OH−
Muchos otros oxianiones forman complejos; entre ellos, el acetato de cobre (II), el nitrato de cobre (II) y el carbonato de cobre (II). El sulfato de cobre (II) forma un pentahidrato cristalino azul, el compuesto de cobre más conocido en el laboratorio. Se utiliza en un fungicida llamado caldo bordelés. derecha|miniaturadeimagen|Modelo de bolas y palos del complejo [Cu(NH3)4(H2O)2]2+, que ilustra la geometría de coordinación octaédrica común para el cobre (II). Los polioles, compuestos que contienen más de un grupo funcional alcohol, generalmente interactúan con sales cúpricas. Por ejemplo, las sales de cobre se utilizan para detectar azúcares reductores. Específicamente, utilizando el reactivo de Benedict y la solución de Fehling, la presencia del azúcar se indica mediante un cambio de color de azul Cu(II) a óxido de cobre(I) rojizo.Ralph L. Shriner, Christine K.F. Hermann, Terence C. Morrill, David Y. Curtin, Reynold C. Fuson "The Systematic Identification of Organic Compounds" 8th edition, J. Wiley, Hoboken. El reactivo de Schweizer y complejos relacionados con etilendiamina y otras aminas disuelven la celulosa. Aminoácidos como la cistina forman complejos quelatos muy estables con cobre(II).Deodhar, S., Huckaby, J., Delahoussaye, M. and DeCoster, M.A., 2014, August. High-aspect ratio bio-metallic nanocomposites for cellular interactions. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 64, No. 1, p. 012014). https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/64/1/012014/meta.Kelly, K.C., Wasserman, J.R., Deodhar, S., Huckaby, J. and DeCoster, M.A., 2015. Generation of scalable, metallic high-aspect ratio nanocomposites in a biological liquid medium. Journal of Visualized Experiments, (101), p.e52901. https://www.jove.com/t/52901/generation-scalable-metallic-high-aspect-ratio-nanocomposites.Karan, A., Darder, M., Kansakar, U., Norcross, Z. and DeCoster, M.A., 2018. Integration of a Copper-Containing Biohybrid (CuHARS) with Cellulose for Subsequent Degradation and Biomedical Control. International journal of environmental research and public health, 15(5), p.844. https://www.mdpi.com/1660-4601/15/5/844 Existen muchas pruebas químicas húmedas para iones de cobre, una de las cuales involucra ferrocianuro de potasio, que produce un precipitado marrón con sales de cobre(II).
Complejos Cu–X El cobre también forma complejos con haluros . En Cs2CuCl4, el CuCl42¯ exhibe una geometría tetraédrica distorsionada (aplanada), mientras que en [Pt(NH3)4][CuCl4], adopta una configuración plana. También se conocen el CuBr3¯ verde y el CuBr32¯ violeta. El cobre monovalente forma cúmulos luminiscentes de CunXn (donde X = Br, Cl, I), que presentan diversas propiedades ópticas.
Química del organocobre Los compuestos que contienen un enlace carbono-cobre se conocen como compuestos organocobre. Son muy reactivos con el oxígeno para formar óxido de cobre(I) y tienen muchos usos en química. Se sintetizan tratando compuestos de cobre(I) con reactivos de Grignard, alquinos terminales o reactivos de organolitio;"Modern Organocopper Chemistry" Norbert Krause, Ed., Wiley-VCH, Weinheim, 2002. . en particular, la última reacción descrita produce un reactivo de Gilman . Estos pueden sufrir sustitución con haluros de alquilo para formar productos de acoplamiento; como tales, son importantes en el campo de la síntesis orgánica. El acetiluro de cobre(I) es muy sensible al choque, pero es un intermediario en reacciones como el acoplamiento de Cadiot-Chodkiewicz y el acoplamiento de Sonogashira. La adición conjugada a enonas y la carbocupración de alquinos también se pueden lograr con compuestos organocobre. El cobre (I) forma una variedad de complejos débiles con alquenos y monóxido de carbono, especialmente en presencia de ligandos de amina.
Cobre (III) y cobre (IV) El cobre (III) se encuentra con mayor frecuencia en óxidos. Un ejemplo sencillo es el cuprato de potasio, KCuO2, un sólido de color azul negruzco. Los compuestos de cobre (III) más estudiados son los superconductores de cuprato. El óxido de itrio, bario y cobre (YBa2Cu3O7) está compuesto por centros de Cu(II) y Cu(III). Al igual que el óxido, el fluoruro es un anión altamente básico y se sabe que estabiliza los iones metálicos en estados de oxidación elevados. Se conocen fluoruros de cobre (III) e incluso de cobre (IV), K2CuF6 y Cs2CuF6 respectivamente.
Algunas proteínas de cobre forman complejos oxo, que también contienen cobre (III). Con tetrapéptidos, los complejos de cobre (III) de color púrpura se estabilizan mediante los ligandos amida desprotonados.
Véase también Compuestos de zinc
Referencias
Categoría:Compuestos químicos por elemento Categoría:Compuestos de cobre Categoría:Cobre