——铜系列——

铜元素是植物生长发育所必须的微量元素，可以作为多种酶的辅助因子构成结合酶，参与植物生长发育的调节。其中，相比于无机铜化合物（硫酸铜，氯化铜，碱式碳酸铜等），铜的有机配合物更易被植物吸收，可以杀菌，矫正缺素症和促进生产等

参考文献资料，本次合成了两种铜-尿素配合物，在给植物补充铜元素的同时也亦可补充氮元素：孔雀石绿色的二水合一水一(尿素)四-桥-(乙酸根)合二铜(II)与天蓝色的一水合二(尿素)(乙二胺四乙酸二氢根)合铜(II)。

·二水合一水一(尿素)四-桥-(乙酸根)合二铜[Cu₂(OAc)₄(Urea)(H₂O)]·2H₂O，这是一种孔雀石绿色的双核配位化合物。与一水合乙酸铜的二聚体一样，四个乙酸根做桥连接两个铜离子，构成“中国灯笼式”的配位结构，不同于一水合乙酸铜的是两端配位水中的一个水被尿素取代（注意这里尿素是羰基氧参与配位而不是酰胺基氮），且外界还有两个非配位的结晶水。

该配合物有三个热分解阶段：

①、在80～150℃时，失去外界两个结晶水：

[Cu₂(OAc)₄(Urea)(H₂O)]·2H₂O—80～150℃→[Cu₂(OAc)₄(Urea)(H₂O)]+2H₂O↑

②、在80～184℃时，结晶水与配位水：

[Cu₂(OAc)₄(Urea)(H₂O)]·2H₂O—80～184℃→[Cu₂(OAc)₄(Urea)]+3H₂O↑

③、在80～226.6℃时，该配合物失去所有水和尿素，一半的醋酸根还原铜离子，产生醋酸亚铜，无定形碳和一氧化碳：

[Cu₂(OAc)₄(Urea)(H₂O)]·2H₂O—80～226.6℃→2CuOAc+3C+CO↑+Urea↑+6H₂O↑

·一水合二(尿素)(乙二胺四乙酸二氢根)合铜[Cu(H₂Y)(Urea)₂]·H₂O，这是一种天蓝色的单核配位化合物。乙二胺四乙酸二氢根的两个羧基氧与两个叔氨基氮与铜离子处于一个平面构成平面四配位，而另外两个羧基并未参与配位，铜离子又上下各配位了两个尿素（这里尿素仍然是羰基氧参与配位），外界还有一个非配位的结晶水。

该配合物亦有三个热分解阶段：

①、在60～144℃时，失去外界结晶水：

[Cu(H₂Y)(Urea)₂]·H₂O—60～144℃→[Cu(H₂Y)(Urea)₂]+H₂O↑

②、在60～251℃时，失去结晶水与配位脲：

[Cu(H₂Y)(Urea)₂]·H₂O—60～251℃→[Cu(H₂Y)]+2Urea↑+H₂O↑

③、在251～300℃时，该配合物被彻底破坏，铜元素以氧化铜的形式存在，乙二胺四乙酸二氢根被分解为无定形碳，一氧化碳，氮气和氢气：

[Cu(C₁₀H₁₄N₂O₈)]—251～300℃→CuO+3C+7CO↑+7H₂↑+N₂↑

一起来合成这两款配合物吧！

             配合物收集计划＃36

中文名：两种铜-尿素配合物

英文名：Two types of copper urea complexes

化学式：[Cu₂(OAc)₄(Urea)(H₂O)]·2H₂O，[Cu(H₂Y)(Urea)₂]·H₂O

原料准备：五水合硫酸铜，尿素(脲)，三水合乙酸钠，二水合乙二胺四乙酸二钠

危险提示：五水合硫酸铜具有一定毒性，使用时注意安全

＊实验有风险，模仿需谨慎，请勿随意模仿实验内容，出现任何事故，本频道不愿承担责任。

①～二水合一水一(尿素)四-桥-(乙酸根)合二铜的合成

1、用电子秤称取12.45g五水合硫酸铜，18.00g尿素，装入烧瓶中。

2、接着量取30ml蒸馏水，加入烧瓶中。

3、设置加热温度60±5℃，加热搅拌2h，五水合硫酸铜和尿素溶解，尿素溶解吸收热量，烧瓶表面出现冷凝露珠，之后随着温度升高而消失。尿素分子取代水分子与铜离子配位，产生四脲合铜离子：

[Cu(H₂O)₄]SO₄·H₂O+4Urea→[Cu(Urea)₄]²⁺+SO₄²⁻+5H₂O

4、2h反应充分后，接着向溶液中加入13.60g三水合乙酸钠，随着乙酸钠的溶解，溶液变成深蓝色，两个四脲合铜离子被四个乙酸根“捆住”，除了一个尿素分子外其他的尿素分子逐渐被赶出了铜的配位场，产生了一水一(尿素)四-桥-(乙酸根)合二铜配位分子：

4NaOAc·3H₂O+2[Cu(Urea)₄]²⁺→[Cu₂(OAc)₄(Urea)(H₂O)]+7Urea+4Na⁺+11H₂O

接着溶液中析出了细小的孔雀石绿色晶体，一水一(尿素)四-桥-(乙酸根)合二铜配位分子结合两个结晶水，从溶液中分离析出：

[Cu₂(OAc)₄(Urea)(H₂O)]+2H₂O→[Cu₂(OAc)₄(Urea)(H₂O)]·2H₂O↓

继续加热搅拌1h保证反应充分。

5、反应结束后，取下烧瓶，放入冰水中降温，之后过滤出晶体，用蒸馏水洗涤数次，放入培养皿中，等待干燥。

6、干燥后称量计算产率，实际产量11.14g，理论产量23.87g，产率：46.67%

②～一水合二(尿素)(乙二胺四乙酸二氢根)合铜

1、该配合物合成方法在前几步和第一种配合物是一样的，即把12.45g五水合硫酸铜，18.00g尿素加入30ml蒸馏水，保持60±5℃加热2h，这里不再重复了。不同的是最后加入的不再是三水合乙酸钠，而是二水合乙二胺四乙酸二钠。

2、称取18.61g二水合乙二胺四乙酸二钠，加入烧瓶中，二水合乙二胺四乙酸二钠溶解，四脲合铜离子被乙二胺四乙酸二氢根螯合，一半尿素被赶出配位体系，产生二(尿素)(乙二胺四乙酸二氢根)合铜配位分子：

Na₂H₂Y·2H₂O+[Cu(Urea)₄]²⁺→[Cu(H₂Y)(Urea)₂]+2Urea+2Na⁺+2H₂O

溶液中逐渐析出了天蓝色的晶体，二(尿素)(乙二胺四乙酸二氢根)合铜结合一个结晶水，产生了水合物沉降出来：

[Cu(H₂Y)(Urea)₂]+H₂O→[Cu(H₂Y)(Urea)₂]·H₂O↓

继续加热搅拌1h保证反应充分。

3、反应结束后，取下烧瓶，放入冰水中降温，之后过滤出晶体，用蒸馏水洗涤数次，放入培养皿中，用药匙碾碎，等待干燥。

4、干燥后称量计算产率，实际产量23.08g，理论产量24.60g，产率：93.8%

结尾进行一些小结:

1、按照原文献制备第一种配合物使用的是无水醋酸钠，这里使用了三水合乙酸钠因此适当减少了水的用量，若使用无水醋酸钠进行合成，建议加50ml蒸馏水。也可以将乙酸钠配成溶液进行混合，可以缩短之后的反应时间。

2、第二种配合物在制作时感觉蒸馏水明显加少了，搅拌到中间一段时间产物大量析出，难以搅拌，建议加入50ml蒸馏水进行反应或者更多。

3、文献截图如下，链接在视频的评论区，有兴趣可以看看哦～