氯化铝

氯化鋁
	IUPAC名; Aluminium(III) chloride
别名	三氯化鋁
识别
CAS号	7446-70-0（無水） ; 10124-27-3（水合） ; 7784-13-6（六水合物）
PubChem	24012
ChemSpider	22445
SMILES	Cl[Al](Cl)Cl;
InChI	1/Al.3ClH/h;3*1H/q 3;;;/p-3;
InChIKey	VSCWAEJMTAWNJL-DFZHHIFOAR
Gmelin	1876
ChEBI	30114
RTECS	BD0530000
性质
化学式	AlCl3
摩尔质量	(無水); 133.34 g·mol−1 ; (含結晶水); 241.432 g·mol⁻¹
外观	易潮解的黃色或白色固體
密度	2.48 g·cm−3
熔点	190 °C (463 K，2.5 大氣壓）
沸点	183 °C (456 K); 178 °C (451 K)（昇華）
溶解性（水）	43.9 g/100 ml (0°C); 44.9 g/100 ml (10°C); 45.8 g/100 ml (20°C); 46.6 g/100 ml (30°C); 47.3 g/100 ml (40°C); 48.1 g/100 ml (60°C); 48.6 g/100 ml (80°C); 49 g/100 ml (100°C)
结构
晶体结构	6配位层状晶格
配位几何	八面體(固體), 四面體(液體)
分子构型	平面三角形(單分子蒸氣)
危险性
	欧盟危险性符号; 腐蚀性 C
警示术语	R：R34
安全术语	S：S1/2-S7/8-S28-S45
相关物质
其他阴离子	氟化鋁，溴化鋁，碘化鋁
其他阳离子	氯化硼，氯化鎵，氯化銦，氯化鉈，氯化鎂
相关路易斯酸	氯化鐵，氟化硼
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

氯化鋁，或三氯化铝，化學式為 ${\ce {AlCl_3}}$ ，是氯和鋁的化合物。氯化鋁熔點、沸點都很低，且會昇華，為有離子性的共價化合物。熔化的氯化鋁不易導電^[1]，和大多數含鹵素離子的鹽類(如氯化鈉)不同。

${\ce {AlCl_3}}$ 采取 ${\ce {YCl_3}}$ 结构，为Al³立方最密堆积层状结构，^[2] 而 ${\ce {AlBr_3}}$ 中Al³却占Br⁻最密堆积框架的相邻四面体间隙。熔融時 ${\ce {AlCl_3}}$ 生成可揮發的 ${\ce {Al_2Cl_6}}$ ，含有兩個三中心四電子氯橋鍵，更高温度下Al₂Cl₆二聚體則離解生成平面三角形 ${\ce {AlCl_3}}$ ，與 ${\ce {BF_3}}$ 結構類似。

氯化鋁是很常用的路易斯酸。在化學工業，它常是傅-克反應的催化劑。它亦用於烴的聚合和异构化反应中。

鋁亦可以生成一氯化鋁（ ${\ce {AlCl}}$ ），但這种化合物很不穩定，只能以氣態的形式出現。

工業上，它經鋁土礦加工，由鋁和氯之間的放熱反應所製。

制备

無水氯化鋁可由氧化鋁和碳的混合物與氯氣反應得到：^[3] ${\ce {2Al_2O_3 3C 6Cl_2-> AlCl_3 3CO_2}}$

也可由鋁和鹽酸的混合物得到：

${\ce {6HCl 2Al-> 2AlCl_3 3H_2}}$

化學性質

氯化鋁是強路易斯酸, 可和路易斯鹼作用產生化合物，甚至也可和二苯甲酮和均三甲苯之類的弱路易斯鹼作用。^[4]若有氯離子存在，氯化鋁會生成(四)氯鋁酸根離子AlCl₄⁻：

AlCl₃(aq) Cl⁻(aq) ⇌ AlCl₄⁻(aq)

在水中，氯化鋁會部分水解，形成氯化氫气体或H₃O離子。其水溶液和其他含鋁物质的溶液相同，含有水合铝离子，跟適當份量的氫氧化鈉反應可生成氫氧化鋁沉淀：^[5]

AlCl₃(aq) 3 NaOH(aq) → Al(OH)₃(s) 3NaCl(aq)

AlCl₃(aq) 3 H₂O → AlO₂^- 3HCl H₃O^{[來源請求]}

用途

氯化鋁主要用在傅-克反应^[4] 中，例如以苯和光氣為原料制備蒽醌，应用于染整工業中。^[1] 在廣義的傅-克反应中，醯氯或鹵代烷和芳香族物質的反應式如下:^[4]

苯及其衍生物在發生上述反應時，主產物是對位的異構物。相比較下，烷基化反應涉及的問題較多，不如酰基化反應應用廣泛。無論是哪種反應，氯化鋁和其他原料和儀器都必須是中等乾燥的，少量的水有助於反應進行。

由於氯化鋁可與反應產物配位，因此應用在傅克反應時，它的用量必須與反應物相同，而非「催化量」。反應後的氯化鋁很難回收，會產生大量的腐蝕性廢料。為了達到綠色化學的要求，化學家開始使用三氟化釔或三氟化鏑來替代氯化鋁，減少污染。

氯化鋁也常用來將醛基加在苯環上，如加特曼-科赫反應用一氧化碳、氯化氫、氯化鋁及氯化亞銅為催化劑^[6]

氯化铝在有机化学中有很广泛的应用。^[7] 它可以催化Ene反應，比如3-丁烯-2-酮（甲基乙烯基甲酮）与香芹酮加成：^[8]

氯化鋁也常用在烃类聚合反应和异构化反应中，重要的例子包括^[1] 工业上乙苯的生产。乙苯可用于进一步制备苯乙烯、聚苯乙烯以及用作清洁剂的十二烷基苯。

芳烃存在下，氯化铝与铝混合可用于合成二(芳烃)金属配合物。例如，二苯铬就是通过特定金属卤化物经由Fischer-Hafner合成制备的。

低濃度的碱式氯化铝常是防汗药的成分之一，而多汗症患者在使用时浓度会高些（12%或更高）。

氯化铝和氯化钠不同，其化学键的構成大部分是共价键，而离子键的佔比極低，因此熔融態的氯化鋁不易電離，且電離產生的Cl-會和氯化鋁分子結合生成更穩定的四氯合鋁酸根離子AlCl4−；並且氯化鋁在180 °C（356 °F）以上的溫度下會升华成為氣體；因此在工業上不會通過電解氯化鋁的方式量產金屬鋁。但是在熔融態的氯化鋁添加氯化鈉、無水氯化钙和少量的氯化锂，增强氯化铝分子的电离效率，添加氯酸钾阻止氯化铝的升华；用此方法可以电解制备高纯度的金属铝^[9]^[10]。

注意事項

無水氯化鋁會和鹼劇烈反應，因此需妥善處理。含結晶水的氯化鋁較無此問題。

如果吸入無水氯化鋁或接觸眼睛和皮膚會造成刺激。

參考文獻

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