Хлорид висмута (или масло висмута ) представляет собой неорганическое соединение с химической формулой BiCl 3 . Это ковалентное соединение, являющееся обычным источником иона Bi 3+ . В газовой фазе и в кристалле частицы принимают пирамидальную структуру в соответствии с теорией VSEPR .
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК Хлорид висмута | |
Другие названия Трихлорид висмута, трихлорбисмут, трихлорбисмутин, хлорид висмута (III) | |
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.029.203 |
PubChem CID | |
Номер RTECS |
|
UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Характеристики | |
BiCl 3 | |
Молярная масса | 315,34 г / моль |
Появление | гигроскопичные кристаллы от белого до желтого цвета |
Плотность | 4,75 г / см 3 |
Температура плавления | 227 ° С (441 ° F, 500 К) |
Точка кипения | 447 ° С (837 ° F, 720 К) |
Растворим, гидролизуется | |
Растворимость | растворим в метаноле , диэтиловом эфире , ацетоне |
-26,5 · 10 −6 см 3 / моль | |
Термохимия | |
Теплоемкость ( C ) | 0,333 Дж / (г · К) |
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 ) | -1,202 кДж / г |
Опасности | |
Паспорт безопасности | Джей Ти Бейкер |
NFPA 704 (огненный алмаз) | |
Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
LD 50 ( средняя доза ) | 3324 мг / кг, перорально (крысы) |
Родственные соединения | |
Другие анионы | висмут фторид , субсалицилат висмут , висмут трехокись |
Другие катионы | железа (III) хлорид , марганца , хлорид (II) , кобальта (II) , хлорид |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
Подготовка
Хлорид висмута можно синтезировать напрямую, пропуская хлор над висмутом .
- 2 Bi + 3 Cl 2 → 2 BiCl 3
или растворением металлического висмута в царской водке , выпариванием смеси с получением BiCl 3 · 2H 2 O, который можно перегонять с образованием безводного трихлорида. [1]
В качестве альтернативы его можно получить, добавляя соляную кислоту к оксиду висмута и выпаривая раствор.
- Bi 2 O 3 + 6 HCl → 2 BiCl 3 + 3 H 2 O
Также соединение может быть получено растворением висмута в концентрированной азотной кислоте с последующим добавлением твердого хлорида натрия в этот раствор. [2]
- Bi + 6 HNO 3 → Bi (NO 3 ) 3 + 3 H 2 O + 3 NO 2
- Bi (NO 3 ) 3 + 3 NaCl → BiCl 3 + 3 NaNO 3
Состав
В газовой фазе BiCl 3 является пирамидальным с углом Cl-Bi-Cl 97,5 ° и длиной связи 242 мкм. [3] В твердом состоянии каждый атом Bi имеет трех ближайших соседей в 250 пм, два в 324 пм и три в среднем 336 пм, [4] изображение выше выделяет трех ближайших соседей. Эта структура аналогична AsCl 3 , AsBr 3 , SbCl 3 и SbBr 3 .
Химия
Хлорид висмута легко гидролизуется до оксихлорида висмута , BiOCl: [5]
- Би3+
(водн.) + Cl-
(водн.) + H
2O (l) ⇌ BiOCl (s) + 2 H+
(водн.)
Эту реакцию можно обратить, добавив кислоту, например соляную кислоту . [6]
Было показано, что реакция твердого BiCl 3 с водяным паром при температуре ниже 50 ° C дает промежуточный моногидрат, BiCl 3 · H 2 O. [7]
Хлорид висмута является окислителем, который легко восстанавливается до металлического висмута восстановителями.
Хлоркомплексы
В отличие от обычного ожидания согласованности с периодическими тенденциями, BiCl 3 является кислотой Льюиса , образуя множество хлорокомплексов, таких как [BiCl 6 ] 3-, что сильно нарушает правило октетов . Кроме того, октаэдрическая структура этого координационного комплекса не соответствует предсказаниям теории VSEPR, поскольку неподеленная пара на висмуте неожиданно стереохимически неактивна. Однако дианионный комплекс [BiCl 5 ] 2- принимает ожидаемую квадратно-пирамидальную структуру. [8]
Cs 3 [BiCl 6 ] | Cs 3 [BiCl 6 ] | [BiCl 6 ] 3- |
Органический катализ
Хлорид висмута используется в качестве катализатора в органическом синтезе . В частности, он катализирует реакцию Михаэля и альдольную реакцию Мукаямы . Добавление иодидов других металлов увеличивает его каталитическую активность. [9]
Рекомендации
- ^ Годфри, SM; Макаулифф, Калифорния; Mackie, AG; Притчард, Р.Г. (1998). Николас С. Норман (ред.). Химия мышьяка, сурьмы и висмута . Springer. п. 90. ISBN 0-7514-0389-X.
- ^ Прадёт Патнаик. Справочник неорганических химикатов . Макгроу-Хилл, 2002 г., ISBN 0-07-049439-8
- ^ Затяжка, Orsolya и Магдолна Hargittai. «Молекулярная структура трихлорида висмута из комбинированного исследования дифракции электронов и колебательной спектроскопии». Структурная химия 6.2 (1995): 127-130.
- ^ Уэллс А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, 5-е издание, стр. 879-884, Oxford Science Publications, ISBN 0-19-855370-6
- ^ Джоэл Генри Хильдебранд (2008). Принципы химии . БиблиоБазар, ООО. п. 191. ISBN. 978-0-559-31877-1.
- ^ Фрэнк Велчер (2008). Химические растворы . ЧИТАТЬ КНИГИ. п. 48. ISBN 978-1-4437-2907-9.
- ^ Восилус, Арон; Хоффманн, Стефан; Шмидт, Маркус; Рак, Майкл (2010). «Исследование реакции BiCl3 на BiCl3 через промежуточный гидрат BiCl3 · H2O» на месте. Европейский журнал неорганической химии . 2010 (10): 1469–1471. DOI : 10.1002 / ejic.201000032 . ISSN 1434-1948 .
- ^ Holleman, AF; Виберг, Э. "Неорганическая химия" Academic Press: Сан-Диего, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .
- ^ Хитоми Сузуки; Йошихиро Матано (2001). Химия висмута . Эльзевир. стр. 403 -404. ISBN 0-444-20528-4.