肼配合物
化合物
肼配合物又称联氨配合物，是指金属和肼（N2H4）形成的配位化合物。肼配合物可用作制备一些无机材料的前驱体，或者直接作为含能材料。[1]
制备
肼配合物可以通过金属盐和肼在水溶液中直接反应得到：[1]
- M(NO3)2~3 + 3 N2H4 → [M(N2H4)3](NO3)2~3 （M=Co, Ni, Zn, Cd, Cr）
在反应中，原先配合物中配位能力比肼弱的配体可能会被取代，例如：[2]
- M(CO)2(PPh3)2X(OSO2CF3) + N2H4 → [M(CO)2(PPh3)2(N2H4)X](OSO2CF3) （M=Ru, X=Cl 或 M=Os, X=Br）
性质
肼在配合物中可以以单齿配体、双齿配体或者桥联配体与金属连接。[2]肼配合物的其它一些性质参见下表。
| 化学式 | 名称 | 结构性质 | 理化性质 | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|
| Mg(N3)2(N2H4)2 | 叠氮化二肼合镁 | IR (cm−1): N3 1310 (sym.), 2080 (asym.) | 125 °C开始第一阶段分解，得到Mg(N2)(NH2)2，217 °C开始第二阶段分解，得到MgNH | Patil |
| Ba(N2H3COO)2(N2H4)2 | 二肼合肼基甲酸钡 | 单斜晶系，空间群C2，d (Å) N-N: 1.43, 1.41 | Patil | |
| [Cr(N2H4)3](NO3)3 | 硝酸三肼合铬(III) | IR (KBr, cm−1): NH2 1628, 3234; NO3 1362 | FS 64, IS >25, SES 1.167 | Wojewódka |
| [Cr(N2H4)3](ClO4)3 | 高氯酸三肼合铬(III) | IR (KBr, cm−1): NH2 1628, 3245; ClO4 1092 | FS 96, IS 2, SES 1.750 | Wojewódka |
| Mn(N2H4)2Cl2 | 氯化二肼合锰(II) | 单斜晶系，空间群C2/m，d (Å) N-N: 1.459 | Patil | |
| Mn(NCS)2(N2H4)2 | 二肼合异硫氰酸锰(II) | 磁矩 5.87 BM（23 °C） | 白色固体，加热分解为Mn(NCS)2，并放出NH3和N2 | Patil |
| Mn(CH3COO)2(N2H4)2 | 二肼合乙酸锰(II) | IR (cm−1): COO 1420(sym.), 1610(asym.) | 130 °C开始分解，经Mn(CH3COO)2·1/2N2H4和Mn(CH3COO)2，最终得到MnO2 | [4] |
| Fe(NCS)2(N2H4)2 | 二肼合异硫氰酸铁(II) | 磁矩 4.91 BM（23 °C） | 白色固体，加热分解为Fe(NCS)(CN) | Patil |
| [Co(N2H4)3](NO3)2 | 硝酸三肼合钴(II) | IR (KBr, cm−1): NH2 1624, 3265; NO3 1381 | FS 60, IS >25, SES 2.250 | Wojewódka |
| [Co(N2H4)3](ClO4)2 | 高氯酸三肼合钴(II) | IR (KBr, cm−1): NH2 1628, 3241; ClO4 1142 | FS 36, IS >25, SES 0.840 | Wojewódka |
| Co(NCS)2(N2H4)2 | 二肼合异硫氰酸钴(II) | 磁矩 4.80 BM（23 °C） | 粉色固体，加热分解为Co(NCS)(CN) | Patil |
| Co(C3H2O4)(N2H4)2 | 二肼合丙二酸钴(II) | 结构中N2H4为桥联配体 | 玫瑰红色固体 | Sivasankar |
| Co(C4H4O4)(N2H4)2 | 二肼合丁二酸钴(II) | 结构中N2H4为桥联配体 | 玫瑰红色固体 | Sivasankar |
| Co3(C6H5O7)2·6N2H4 | 六肼合柠檬酸钴 | 磁矩4.90 BM | 粉色固体，热分解产物Co3O4 | Yasodhai |
| [Ni(N2H4)3](NO3)2 | 硝酸三肼合镍 | IR (KBr, cm−1): NH2 1628, 3241; NO3 1385 | FS 24, IS 10, SES 0.027 对水稳定；可以和10%氢氧化钠溶液温和地反应；遇浓硫酸起火 | Wojewódka [5] |
| NiSO4·3N2H4 | 三肼合硫酸镍 | 分解为硫酸盐的反应热：452 cal/g | 265 °C分解为NiSO4 | [6] |
| Ni(NCS)2(N2H4)2 | 二肼合异硫氰酸镍 | 磁矩 2.82 BM（23 °C） | 蓝色固体，加热分解为Ni(NCS)(CN) | Patil |
| Ni(C3H2O4)(N2H4)2 | 二肼合丙二酸镍 | 结构中N2H4为桥联配体 | 浅紫色固体 | Sivasankar |
| Ni(C4H4O4)(N2H4)2 | 二肼合丁二酸镍 | 结构中N2H4为桥联配体 | 浅紫色固体 | Sivasankar |
| Ni3(C6H5O7)2·6N2H4 | 六肼合柠檬酸镍 | 磁矩3.20 BM | 蓝紫色固体，热分解产物NiO | Yasodhai |
| [Cu(N2H4)]Cl | 氯化一肼合铜(I) | 结构中N2H4为桥联配体；分子有反磁性 | 白色固体，在空气中迅速氧化为二价铜 | [7] |
| {Cu(μ2-CN)(μ2-N2H4)}n | 氰化一肼合铜(I) | 正交晶系，空间群Pbcm d (Å) Cu-N 2.17(1), N-N 1.48(2), Cu-N-N (°) 114.2(7) | [8] | |
| CuC2O4·2N2H4 | 二肼合草酸铜(II) | IR (cm−1): COO 1370 (sym.), 1660 (asym.) | 不稳定。在空气中失去一分子N2H4，变为稳定的CuC2O4·N2H4。152 °C分解为CuC2O4 | Patil |
| Cu2C6H4O7·N2H4·2H2O | 二水·一肼合柠檬酸二铜(II) | 磁矩1.80 BM | 深蓝色固体，热分解产物CuO | Yasodhai |
| [Zn(N2H4)3](NO3)2 | 硝酸三肼合锌 | IR (KBr, cm−1): NH2 1624, 3261; NO3 1381 | FS >360, IS >25, SES 0.720 | Wojewódka |
| [Zn(N2H4)3](ClO4)2 | 高氯酸三肼合锌 | IR (KBr, cm−1): NH2 1609, 3241; ClO4 1084 | FS 192, IS >25, SES 9.000 | Wojewódka |
| Zn(C3H2O4)(N2H4)2 | 二肼合丙二酸锌 | 结构中N2H4为桥联配体 | 无色固体 | Sivasankar |
| Zn(C4H4O4)(N2H4)2 | 二肼合丁二酸锌 | 结构中N2H4为桥联配体 | 无色固体 | Sivasankar |
| Zn3(C6H5O7)2·6N2H4 | 六肼合柠檬酸锌 | 反磁性 | 无色固体，热分解产物ZnO | Yasodhai |
| [Cd(N2H4)3](NO3)2 | 硝酸三肼合镉 | IR (KBr, cm−1): NH2 1597, 3265; NO3 1354 | FS 216, IS >25, SES 0.080 | Wojewódka |
| [Cd(N2H4)3](ClO4)2 | 高氯酸三肼合镉 | IR (KBr, cm−1): NH2 1605, 3245; ClO4 1084 | FS 2, IS 6, SES 0.010 | Wojewódka |
| Cd(C3H2O4)(N2H4)2 | 二肼合丙二酸镉 | 结构中N2H4为桥联配体 | 无色固体 | Sivasankar |
| Cd(C4H4O4)(N2H4)2 | 二肼合丁二酸镉 | 结构中N2H4为桥联配体 | 无色固体 | Sivasankar |
| Cd3(C6H5O7)2·6N2H4 | 六肼合柠檬酸镉 | 反磁性 | 无色固体，热分解产物CdO | Yasodhai |
| Ce(SO4)2·2N2H4 | 二肼合硫酸铈(IV) | 分解为硫酸盐的反应热：65 cal/g | 275 °C分解为Ce(SO4)2 | Athavale |
| UO2SO4·2N2H4 | 二肼合硫酸铀酰 | 分解为硫酸盐的反应热：173 cal/g | 185 °C分解为UO2SO4 | Athavale |
| Th(SO4)2·2N2H4 | 二肼合硫酸钍 | 分解为硫酸盐的反应热：75 cal/g | 265 °C分解为Th(SO4)2 | Athavale |
注：参考文献中人名对应的文献是：Wojewódka[1]、Athavale[6]、Sivasankar[9]、Yasodhai[10]、Patil[11]。表中使用的缩写：IR 红外；FS 摩擦感度（N），IS 撞击感度（Nm），SES 静电感度（J）；d 键长。
应用
肼配合物可以用于制备一些无机材料，如氧化物[3]、金属[12]等。还有一些肼配合物可以直接用作含能材料。[5]一些肼配合物也可用作火箭燃料。
安全
参考文献
拓展阅读
- Bottomley, F. The reactions of hydrazine with transition-metal complexes. Quarterly Reviews, Chemical Society. 1970, 24 (4): 617. ISSN 0009-2681. doi:10.1039/qr9702400617.
- Sacconi, L.; Sabatini, A. The infra-red spectra of metal(II)-hydrazine complexes. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 1963, 25 (11): 1389–1393. ISSN 0022-1902. doi:10.1016/0022-1902(63)80408-X.
- Dilworth, J.R. The coordination chemistry of substituted hydrazines. Coordination Chemistry Reviews. 1976, 21 (1): 29–62. ISSN 0010-8545. doi:10.1016/S0010-8545(00)82050-0.