氯化铝

氯化铝
	IUPAC名; Aluminium(III) chloride
别名	三氯化铝
识别
CAS号	7446-70-0（无水） ; 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	(无水); 133.34 g·mol−1 ; (含结晶水); 241.432 g·mol⁻¹
外观	易潮解的黄色或白色固体
密度	2.48 g·cm−3
熔点	190 °C (463 K，2.5 大气压）
沸点	183 °C (456 K); 178 °C (451 K)（升华）
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	八面体(固体), 四面体(液体)
分子构型	平面三角形(单分子蒸气)
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	氟化铝，溴化铝，碘化铝
其他阳离子	氯化硼，氯化镓，氯化铟，氯化铊，氯化镁
相关路易斯酸	氯化铁，氟化硼
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

氯化铝，或三氯化铝，化学式为 ${\ce {AlCl_3}}$ ，是氯和铝的化合物。氯化铝熔点、沸点都很低，且会升华，为有离子性的共价化合物。熔化的氯化铝不易导电^[1]，和大多数含卤素离子的盐类(如氯化钠)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。熔融时 ${\ce {AlCl_3}}$ 生成可挥发的 ${\ce {Al_2Cl_6}}$ ，含有两个三中心四电子氯桥键，更高温度下Al₂Cl₆二聚体则离解生成平面三角形 ${\ce {AlCl_3}}$ ，与 ${\ce {BF_3}}$ 结构类似。

氯化铝是很常用的路易斯酸。在化学工业，它常是傅-克反应的催化剂。它亦用于烃的聚合和异构化反应中。

铝亦可以生成一氯化铝（ ${\ce {AlCl}}$ ），但这种化合物很不稳定，只能以气态的形式出现。

工业上，它经铝土矿加工，由铝和氯之间的放热反应所制。

制备

无水氯化铝可由氧化铝和碳的混合物与氯气反应得到：^[3] ${\ce {2Al_2O_3 + 3C + 6Cl_2-> AlCl_3 + 3CO_2}}$

也可由铝和盐酸的混合物得到：

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

化学性质

氯化铝是强路易斯酸, 可和路易斯碱作用产生化合物，甚至也可和二苯甲酮和均三甲苯之类的弱路易斯碱作用。^[4]若有氯离子存在，氯化铝会生成(四)氯铝酸根离子AlCl₄⁻：

AlCl₃(aq) + Cl⁻(aq) ⇌ AlCl₄⁻(aq)

在水中，氯化铝会部分水解，形成氯化氢气体或H₃O⁺离子。其水溶液和其他含铝物质的溶液相同，含有水合铝离子，跟适当分量的氢氧化钠反应可生成氢氧化铝沉淀：^[5]

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

AlCl₃(aq) + 3 H₂O → AlO₂^-+ 3HCl + H₃O⁺^{[来源请求]}

用途

氯化铝主要用在傅-克反应^[4] 中，例如以苯和光气为原料制备蒽醌，应用于染整工业中。^[1] 在广义的傅-克反应中，酰氯或卤代烷和芳香族物质的反应式如下:^[4]

苯及其衍生物在发生上述反应时，主产物是对位的异构物。相比较下，烷基化反应涉及的问题较多，不如酰基化反应应用广泛。无论是哪种反应，氯化铝和其他原料和仪器都必须是中等干燥的，少量的水有助于反应进行。

由于氯化铝可与反应产物配位，因此应用在傅克反应时，它的用量必须与反应物相同，而非“催化量”。反应后的氯化铝很难回收，会产生大量的腐蚀性废料。为了达到绿色化学的要求，化学家开始使用三氟化钇或三氟化镝来替代氯化铝，减少污染。

氯化铝也常用来将醛基加在苯环上，如加特曼-科赫反应用一氧化碳、氯化氢、氯化铝及氯化亚铜为催化剂^[6]

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

氯化铝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。

低浓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，其化学键的构成大部分是共价键，而离子键的占比极低，因此熔融态的氯化铝不易电离，且电离产生的Cl-会和氯化铝分子结合生成更稳定的四氯合铝酸根离子AlCl4−；并且氯化铝在180 °C（356 °F）以上的温度下会升华成为气体；因此在工业上不会通过电解氯化铝的方式量产金属铝。但是在熔融态的氯化铝添加氯化钠、无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]。

注意事项

无水氯化铝会和碱剧烈反应，因此需妥善处理。含结晶水的氯化铝较无此问题。

如果吸入无水氯化铝或接触眼睛和皮肤会造成刺激。

参考文献

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[Wells-2] A. F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, Oxford Press, Oxford, United Kingdom, 1984.

[3] Stover, Norman M.; Constantinescu, Clinton (1936). THE REACTION ALUMINIUM OXIDE–CARBON–CHLORINE. Canadian Journal of Research, 14b(9), 328–335. doi:10.1139/cjr36b-038

[Friedel-4] 4.0 ^4.1 ^4.2 G. A. Olah (ed.), Friedel-Crafts and Related Reactions, Vol. 1, Interscience, New York, 1963.

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[6] L. G. Wade, Organic Chemistry, 5th edition, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, United States, 2003.

[7] P. Galatsis, in: Handbook of Reagents for Organic Synthesis: Acidic and Basic Reagents, (H. J. Reich, J. H. Rigby, eds.), pp12-15, Wiley, New York, 1999.

[8] B. B. Snider, Accounts of Chemical Research 13, 426 (1980).

[9] 一种从氯化铝中提取纯铝的方法. 谷歌学术. 2023-04-09 [2023-04-09]. （原始内容存档于2023-04-14）（中文（中国大陆））.

[10] 氯化鋁的製造和電解. 国立台湾大学. 2023-04-09 [2023-04-09]. （原始内容存档于2023-04-12）（中文（台湾））.

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