Cloruro de níquel (II)

Cloruro de níquel(II) (o simplemente cloruro de níquel) es el compuesto químico NiCl₂. La sal anhidra es amarilla, pero el hidrato más familiar NiCl₂·6H₂O es verde. El cloruro de níquel (II), en diversas formas, es la fuente más importante de níquel para la síntesis química. Los cloruros de níquel son delicuescentes y absorben la humedad del aire para formar una solución. Se ha demostrado que las sales de níquel son cancerígenas para los pulmones y las fosas nasales en casos de exposición por inhalación prolongada.

Producción y síntesis

La producción a mayor escala de cloruro de níquel implica la extracción con ácido clorhídrico de la mata de níquel y los residuos obtenidos de la tostación y refinación de minerales que contienen níquel.

El cloruro de níquel generalmente no se prepara en el laboratorio porque es económico y tiene una larga vida útil. El dihidrato amarillento, NiCl₂·2H₂O, se produce calentando el hexahidrato entre 66 y 133 °C. Los hidratos se convierten a la forma anhidra al calentarlos en cloruro de tionilo o al calentarlos bajo una corriente de gas HCl. El simple hecho de calentar los hidratos no produce el dicloruro anhidro.

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La deshidratación va acompañada de un cambio de color de verde a amarillo.

En caso de que se necesite un compuesto puro sin presencia de cobalto, se puede obtener cloruro de níquel calentando con cuidado cloruro de hexaaminoníquel:

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Estructura del NiCl2 y sus hidratos

NiCl₂ adopta la estructura CdCl2. En este motivo, cada centro Ni²⁺ está coordinado con seis centros Cl⁻ y cada cloruro está unido a tres centros Ni(II). En NiCl₂ los enlaces Ni-Cl tienen "carácter iónico". El NiBr₂ amarillo y el NiI₂ negro adoptan estructuras similares, pero con un empaquetamiento diferente de los haluros, adoptando el motivo CdI₂.

Por el contrario, NiCl₂·6H₂O se compone de trans-[NiCl₂(H) separados. ₂O)₄] moléculas unidas más débilmente a moléculas de agua adyacentes. Sólo cuatro de las seis moléculas de agua en la fórmula están unidas al níquel, y las dos restantes son agua de cristalización, por lo que la fórmula del hexahidrato de cloruro de níquel (II) es [NiCl₂(H₂O)₄]·2H₂O. El hexahidrato de cloruro de cobalto (II) tiene una estructura similar. El hexahidrato se encuentra en la naturaleza como el muy raro mineral bischofita de níquel.

El dihidrato NiCl₂·2H₂O adopta una estructura intermedia entre las formas hexahidrato y anhidra. Consiste en cadenas infinitas de NiCl₂, en las que ambos centros de cloruro son ligandos puente. Los sitios trans en los centros octaédricos están ocupados por ligandos acuosos. También se conoce un NiCl₂·4H₂O tetrahidrato.

Reacciones

Las soluciones de cloruro de níquel(II) son ácidas, con un pH de alrededor de 4 debido a la hidrólisis del ion Ni²⁺.

Complejos de coordinación

La mayoría de las reacciones atribuidas al "cloruro de níquel" involucran el hexahidrato, aunque las reacciones especializadas requieren la forma anhidra.

Las reacciones que comienzan con NiCl₂·6H₂O se pueden utilizar para formar una variedad de complejos de coordinación de níquel porque los ligandos de H₂O son rápidamente desplazados por amoníaco, aminas, tioéteres, tiolatos y organofosfinas. En algunos derivados, el cloruro permanece dentro de la esfera de coordinación, mientras que el cloruro se desplaza con ligandos muy básicos. Los complejos ilustrativos incluyen:

Algunos complejos de cloruro de níquel existen como una mezcla en equilibrio de dos geometrías; Estos ejemplos son algunas de las ilustraciones más espectaculares de isomería estructural para un número de coordinación determinado. Por ejemplo, NiCl₂(PPh₃)₂, que contiene Ni(II) de cuatro coordenadas, existe en solución como una mezcla de ambos isómeros diamagnéticos cuadrados planos y paramagnéticos tetraédricos. Los complejos planos cuadrados de níquel a menudo pueden formar aductos de cinco coordenadas.

NiCl₂ es el precursor de los complejos de acetilacetonato Ni(acac)₂(H₂O)₂ y el (Ni(acac)₂)₃, soluble en benceno, que es un precursor del Ni(1,5-ciclooctadieno)2, un reactivo importante en la química del organoníquel.

En presencia de eliminadores de agua, el cloruro de níquel(II) hidratado reacciona con dimetoxietano (dme) para formar el complejo molecular NiCl₂(dme)₂. Los ligandos dme de este complejo son lábiles. Por ejemplo, este complejo reacciona con ciclopentadienuro de sodio para dar el compuesto sándwich níqueloceno.

El complejo de cloruro de níquel y hexamina es soluble cuando el complejo de cobalto respectivo no lo es, lo que permite una fácil separación de estos metales estrechamente relacionados en condiciones de laboratorio.

Aplicaciones en síntesis orgánica

NiCl₂ y su hidrato son ocasionalmente útiles en la síntesis orgánica.

• Como ácido leve de Lewis, por ejemplo para la isomerización regioelectiva de dienols:

• En combinación con CrCl2 para el acoplamiento de un aldehído y un iodide vinílico para dar alcoholes allicos.
• Para reducciones selectivas en la presencia de LiAlH4, por ejemplo para la conversión de alkenes a alkanes.
• Como precursor del catalizador de boride P-1 y P-2 de Brown a través de la reacción con NaBH4.
• Como precursor de la división fina Ni por reducción con Zn, para la reducción de aldehídos, alkenes y compuestos aromáticos nitro. Este reactivo también promueve las reacciones homo-coupling, es decir, 2RX → R-R donde R = aryl, vinilo.
• Como catalizador para hacer dialkyl arylphosphonates de fosfitos y aryl iodide, ArI:

ArI + P(OEt)₃ → ArP(O)(OEt)₂ + EtI

NiCl₂-dme (o NiCl₂-glima) se utiliza debido a su mayor solubilidad en comparación con el hexahidrato.

Otros usos

Las soluciones de cloruro de níquel se utilizan para galvanizar níquel sobre otros artículos metálicos.

Seguridad

El cloruro de níquel (II) es irritante por ingestión, inhalación, contacto con la piel y con los ojos. La exposición prolongada por inhalación al níquel y sus compuestos se ha relacionado con un mayor riesgo de cáncer en los pulmones y las fosas nasales.