אירידיום (III) כלורידהיא תרכובת אנאורגנית חשובה המורכבת בעיקר מאירידיום וכלור. הנוסחה המולקולרית שלו היא IrCl3, CAS 10025-83-9, והמשקל המולקולרי הוא 271.34. זוהי אבקה מוצקה בצבע ירוק כהה עם ברק מתכתי. יש לו נקודת התכה ורתיחה גבוהות, עם נקודת התכה של 269 מעלות ונקודת רתיחה של סובלימציה. באוויר, אירידיום (III) כלוריד נוטה לספיגת לחות ולהיעלמות. יש לו תכונות כימיות מרובות, כולל יציבות, מסיסות ומגנטיות. יש לו יציבות גבוהה ואינו מגיב עם חמצן ואדי מים באוויר בטמפרטורת החדר. בטמפרטורות גבוהות, יש לו יציבות תרמית טובה והוא יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות יותר. בנוסף, יש לו פרמגנטיות ומספר אלקטרונים לא מזווג של 1, ולכן יש לו מגנטיות חלשה. תחת פעולתו של שדה מגנטי חיצוני, המומנט המגנטי יסטה, ויציג תופעת מגנטיזציה. זה יכול לשמש כחומר גלם להכנת תרכובות אירידיום אחרות, וניתן להשתמש בו בסינתזה של תרכובות אורגנו-מתכתיות, חומרי תמיכה בזרז, מכשירים אלקטרוניים ותחומים אחרים. בנוסף, ניתן להשתמש בו גם במחקר של הכנת חומרים מוליכים-על בטמפרטורה גבוהה, מתן רעיונות ושיטות חדשות לפיתוח חומרים מוליכים-על.
(קישור למוצר: https://www.bloomtechz.com/chemical-reagent/laboratory-reagent/iridium-iii-chloride-cas-10025-83-9.html)
אירידיום (III) כלוריד הוא תרכובת אנאורגנית שתכונותיה הכימיות כוללות בעיקר יציבות, מסיסות, מגנטיות ופעילות קטליטית.
1. יציבות
לכלור אירידיום (III) יש יציבות גבוהה והוא יכול להתנגד להשפעת חמצן ואדי מים באוויר בטמפרטורת החדר. הוא אינו מגיב עם גזים אלו ושומר על תכונותיו הכימיות המקוריות. יציבות זו מאפשרת שימוש בטוח באירידיום כלוריד בחיי היומיום.
בנוסף, אירידיום כלוריד גם מפגין יציבות תרמית טובה בסביבות טמפרטורות גבוהות ויכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות יותר. המשמעות היא שבתגובות כימיות מסוימות הדורשות שימוש בטמפרטורות גבוהות, ניתן להשתמש בו כזרז או כמגיב מבלי להתפרק.
בנוסף, יש לו גם יציבות כימית טובה. הוא אינו מגיב עם רוב החומצות והבסיסים, שומר על התכונות הכימיות המקוריות שלו. יציבות זו מאפשרת לאירידיום כלוריד להגיב עם כימיקלים אחרים מבלי להיהרס.
2. מסיסות
לאירידיום (III) כלוריד מסיסות מים טובה ומסיסות ממס אורגני. הוא יכול להתמוסס בקלות במים ובעל מסיסות גבוהה יחסית במים. בינתיים, זה יכול גם להתמוסס בממיסים אורגניים כגון אתנול ואתר. במהלך תהליך הפירוק, אירידיום (III) כלוריד יקיים אינטראקציה עם מולקולות ממס, אשר עשויות להיות מושגות באמצעות יצירת קואורדינציה או קשרים יוניים. לכן, במהלך תהליך הפירוק, אירידיום (III) כלוריד עשוי ליצור קומפלקסים או תרכובות יוניות עם מולקולות ממס. היווצרותם של קומפלקסים אלו או תרכובות יוניות עוזרת לשפר את המסיסות של אירידיום (III) כלוריד במים ובממיסים אורגניים.
3. מגנטיות
אירידיום (III) כלוריד הוא תרכובת בעלת תכונות כימיות מיוחדות, בעלת מספר האלקטרון הבלתי מזווג של 1, מה שהופך אותו לפראמגנטי. המשמעות היא שתחת פעולתו של שדה מגנטי חיצוני, האלקטרונים סביב גרעין האטום של אירידיום כלור יופרעו ויוסטו, וכתוצאה מכך יהיו רגעים מגנטיים. הרגע המגנטי הזה ייצור אינטראקציה עם שדה מגנטי חיצוני, ויגרום לאירידיום כלוריד להפגין מגנטיזציה. הודות למספר הנמוך יחסית של אלקטרונים בלתי מזווגים, המגנטיות של אירידיום כלור חלשה יחסית, אך זה לא מונע ממנו למלא תפקיד חשוב בתחום המגנטיות.
4. פעילות קטליטית
לאירידיום (III) כלוריד מגוון רחב של יישומים בתחום הקטליזה ומהווה זרז חשוב ביותר. בסינתזה אורגנית, אירידיום (III) כלוריד יכול לזרז את תגובת ההידרוגנציה של אולפינים, אלקינים ותרכובות אחרות, ולהמיר אותם לתרכובות אורגניות רוויות יותר. בנוסף, זה יכול גם לזרז את תגובת החמצון של תרכובות כגון אלכוהול ואלדהידים, להמיר אותם לחומצות קרבוקסיליות או תרכובות קטון. בנוסף, אירידיום (III) כלוריד יכול לשמש גם לסוגים אחרים של תגובות כגון תגובות הפחתת הידרוגנציה ותגובות קרבונילציה. בשל הביצועים הקטליטיים היעילים שלו ותכונותיו הכימיות היציבות, אירידיום (III) כלוריד נמצא בשימוש נרחב במסלולי סינתזה אורגניים רבים.
להלן מספר נוסחאות תגובה כימיות נפוצות עבור אירידיום (III) כלור:
1. תגובה עם מים: IrCl3 + 3H2O → IrCl3(הו)3 + 3HCl
תגובה זו מייצגת את התגובה של אירידיום (III) כלוריד עם מים לייצור IrCl3 (OH) 3 ו- HCl. במהלך התגובה, אירידיום (III) כלוריד יוצר אינטראקציה עם מולקולות מים ליצירת קומפלקסים IrCl3(הו) 3ו-HCl.
2. תגובה עם CO: IrCl3 + CO → IrCl2(שיתוף)2 + Cl2
תגובה זו מייצגת את התגובה בין אירידיום (III) כלוריד ו-CO לייצור IrCl2 (CO) 2 ו-Cl2. במהלך התגובה, אירידיום (III) כלוריד יוצר אינטראקציה עם מולקולות CO ליצירת IrCl מורכב2(שיתוף)2ואטום כלור במצב חופשי.
3. תגובה עם אולפינים: IrCl3 + 3C2H4→ IrCl3(C2H5)3 + 3HCl
תגובה זו מייצגת את התגובה של אירידיום (III) כלוריד עם אולפינים לייצור IrCl3 (C2H5) 3 ו- HCl. במהלך התגובה, אירידיום (III) כלוריד יוצר אינטראקציה עם מולקולות אולפינים ליצירת קומפלקסים IrCl3(C2H5)3ו-HCl.
4. תגובה עם אלכוהול: IrCl3+ 3ROH → IrCl3(אוֹ)3+ 3HCl
תגובה זו מייצגת את התגובה של אירידיום (III) כלוריד עם אלכוהול לייצור IrCl3 (OR) 3 ו- HCl. במהלך התגובה, אירידיום (III) כלוריד יוצר אינטראקציה עם מולקולות אלכוהול ליצירת קומפלקסים IrCl3(אוֹ)3ו-HCl.
ניתן לתאר את המבנה של Iridium (III) Chloride כתרכובת המורכבת מיוני Ir3+ ו-Cl - יוני. לתרכובת זו מבנה מסודר לטווח ארוך, כאשר כל יון Ir3+ מוקף בשישה יוני Cl - היוצרים מבנה אוקטהדרלי. מבנה אוקטהדרלי זה מסודר שוב ושוב בחלל, ויוצר מבנה רשת תלת מימדי. יש מרווח אוקטהדרלי סביב כל יון Ir3+, שנכבש על ידי שישה יוני Cl - היוצרים מבנה יציב.
בנוסף, ניתן לתאר בפירוט את המבנה של אירידיום כלוריד גם באמצעות מחקרים קריסטלוגרפיים בקרני רנטגן. באמצעות טכנולוגיה זו, אנו יכולים לקבל מידע מדויק על מרחק וזווית בין אטומים בגביש. במבנה הגבישי של מוצר זה, כל אטום Ir ממוקם בסביבה אוקטהדרלית המוקפת בשישה אטומי Cl. מבנה אוקטהדרלי זה נוצר על ידי קשרי תיאום בין אטומי Ir ואטומי Cl. כל אטום Ir יוצר קשרי קואורדינציה עם שלושה אטומי Cl, וקשרי קואורדינציה אלה מכוונים בקודקודי האוקטהדרון.
בנוסף, ניתן לתאר את מבנה הגביש גם כמבנה שכבות שחוזר על עצמו. במבנה זה, כל אטום Ir ואטומי ה-Cl שמסביבו יוצרים מבנה שכבות. מבנים שכבות אלה מסודרים שוב ושוב בחלל, ויוצרים מבנה גבישי שלם. כל מבנה שכבות מכיל סביבה אוקטהדרלית המורכבת מאטומי Ir ו-Cl, היוצרים שוב ושוב מבנים מסודרים ארוכי טווח בחלל.
ניתן לאתר את היסטוריית הפיתוח של אירידיום (III) כלוריד לסוף המאה ה-19, אז החלו מדענים לחקור ולהכין תרכובות אירידיום הליד. לפני כן, המחקר על התכונות הכימיות והתרכובות של אירידיום כיסוד מתכת נדיר היה מוגבל יחסית. עם זאת, עם התפתחות התעשייה והמדע והטכנולוגיה, החשיבות של אירידיום ותרכובותיו הוכרה והוערכה בהדרגה.
במחקר מוקדם, מדענים הכינו בהצלחה את אירידיום (III) כלוריד על ידי תגובה של אירידיום וכלור בטמפרטורות גבוהות. עם זאת, לשיטת הכנה זו יש תשואה נמוכה וקשה להשיג תרכובות טהורות. לכן, בעשורים הבאים, מדענים חיפשו שיטות יעילות יותר להכנת מוצר זה.
לאחר הכניסה למאה ה-20, עם התקדמות מתמשכת של מחקר כימי וטכנולוגיה ניסויית, המחקר על כלור אירידיום (III) גם העמיק ופותח עוד יותר. חוקרים מצאו כי באמצעות אירידיום ואמוניום כלוריד כחומרי גלם ותגובה בטמפרטורות גבוהות, ניתן להשיג אירידיום (III) כלוריד בטוהר גבוה יותר. שיטת הכנה זו הייתה בשימוש עד היום והפכה לשיטת ההכנה
אחת הגישות העיקריות.
בנוסף לפיתוח שיטות ההכנה, גם תחומי היישום מתרחבים כל הזמן. במחקר מוקדם, הוא שימש בעיקר כזרז וכגייב כימי. עם זאת, עם התפתחות המדע והטכנולוגיה והרחבת תחומי היישום, הוא יושם בהדרגה בתחומים כמו חומרים אופטואלקטרוניים, מכשירים אלקטרוניים ותאי דלק. בנוסף, נעשה בו שימוש נרחב בסינתזה של תרכובות אירידיום אחרות, מה שמספק סיכוי רחב יותר ליישום של יסודות אירידיום.