 | |
| Имена | |
|---|---|
| Имена ИЮПАК Хлорид тантала (V) Пентахлорид тантала | |
| Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) | |
| ECHA InfoCard | 100.028.869  |
| Номер ЕС |
|
PubChem CID | |
| UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
| Характеристики | |
| TaCl 5 | |
| Молярная масса | 358,213 г / моль |
| Внешность | белые моноклинные кристаллы [1] |
| Плотность | 3,68 г / см 3 |
| Температура плавления | 216 ° С (421 ° F, 489 К) |
| Точка кипения | 239,4 ° С (462,9 ° F, 512,5 К) (разлагается) |
| реагирует | |
| Растворимость | хлороформ , CCl 4 |
| +140,0 × 10 −6 см 3 / моль | |
| Структура | |
| Моноклиника , мС72 | |
| С2 / м, №12 | |
| Термохимия | |
Стандартная мольная энтропия ( S | 221,75 Дж · К −1 моль −1 |
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 ) | -858,98 кДж / моль |
| Опасности | |
| точка возгорания | Негорючий |
| Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
LD 50 ( средняя доза ) | 1900 мг / кг (перорально, крыса) |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Фторид тантала (V) Бромид тантала (V) Иодид тантала (V) |
Другие катионы | Хлорид ванадия (IV) Хлорид ниобия (V) |
Родственные соединения | Тантал (III) хлорид , тантал (IV) , 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 | |
Хлорид тантала (V) , также известный как пентахлорид тантала , представляет собой неорганическое соединение с формулой TaCl 5 . Он принимает форму белого порошка и обычно используется в качестве исходного материала в химии тантала . Он легко гидролизуется с образованием оксихлорида тантала (V) (TaOCl 3 ) и, в конечном итоге, пятиокиси тантала (Ta 2 O 5 ); для этого необходимо, чтобы он синтезировался и обрабатывался в безводных условиях с использованием безвоздушных технологий .
Структура [ править ]
TaCl 5 кристаллизуется в моноклинной пространственной группе C 2 / m . [2] Десять атомов хлора образуют пару октаэдров с общим ребром. Атомы тантала занимают центры октаэдров и соединены двумя хлорными мостиковыми лигандами . Димерная структура сохраняется в растворителях, не образующих комплексы, и в значительной степени в расплавленном состоянии. Однако в парообразном состоянии TaCl 5 является мономерным . Этот мономер имеет тригонально-бипирамидную структуру , как у PCl 5 . [3]
Физические свойства [ править ]
Растворимость пентахлорида тантала несколько увеличивается для следующего ряда ароматических углеводородов :
- бензол < толуол < м- ксилол < мезитилен
Это отражается в углублении окраски растворов от бледно-желтого до оранжевого. Пентахлорид тантала менее растворим в циклогексане и четыреххлористом углероде, чем в ароматических углеводородах. Такие растворы пентахлорида тантала также известны как плохие проводники электричества, что свидетельствует о слабой ионизации. TaCl 5 очищают сублимацией до белых игл.
Синтез [ править ]
Пентахлорид тантала может быть получен реакцией порошкообразного металлического тантала с газообразным хлором при температуре от 170 до 250 ° C. Эту реакцию также можно проводить с использованием HCl при 400 ° C. [4]
- 2 Ta + 5 Cl 2 → 2 TaCl 5
- 2 Ta + 10 HCl → 2 TaCl 5 + 5 H 2
Его также можно получить реакцией между пятиокиси тантала и тионилхлоридом при 240 ° C.
- Ta 2 O 5 + 5 SOCl 2 → 2 TaCl 5 + 5 SO 2
Пентахлорид тантала имеется в продаже, однако образцы могут быть загрязнены оксихлоридом тантала (V) (TaOCl 3 ), образующимся в результате гидролиза.
Реакции [ править ]
TaCl 5 является электрофильным и ведет себя как катализатор Фриделя – Крафтса , аналогичный AlCl 3 . Он образует аддукты с множеством оснований Льюиса . [5]
Простые аддукты [ править ]
TaCl 5 образует стабильные комплексы с простыми эфирами :
- TaCl 5 + R 2 O → TaCl 5 (OR 2 ) (R = Me, Et)
TaCl 5 также реагирует с пентахлоридом фосфора и оксихлоридом фосфора , первый в качестве донора хлорида, а второй служит лигандом, связываясь через кислород:
- TaCl 5 + PCl 5 → [ PCl+
4] [ TaCl-
6] - TaCl 5 + OPCl 3 → [TaCl 5 (OPCl 3 )]
Пентахлорид тантала реагирует с третичными аминами с образованием кристаллических аддуктов.
- TaCl 5 + 2 R 3 N → [TaCl 5 (NR 3 )]
Реакции замещения хлоридов [ править ]
Пентахлорид тантала реагирует при комнатной температуре с избытком оксида трифенилфосфина с образованием оксихлоридов:
- TaCl 5 + 3 OPPh 3 → [TaOCl 3 (OPPh 3 )] x ...
Предполагаемое начальное образование аддуктов между TaCl 5 и гидроксильными соединениями, такими как спирты , фенолы и карбоновые кислоты, немедленно сопровождается отщеплением хлористого водорода и образованием связей Ta – O:
- TaCl 5 + 3 HOEt → TaCl 2 (OEt) 3 + 3 HCl
В присутствии аммиака в качестве акцептора HCl все пять хлоридных лигандов замещаются с образованием Ta (OEt) 5 . Аналогичным образом TaCl 5 реагирует с метоксидом лития в безводном метаноле с образованием родственных метоксипроизводных:
- TaCl 5 + 4 LiOMe → Ta (OMe) 4 Cl + 4 LiCl
[ править ]
Аммиак вытеснит большую часть хлоридных лигандов из TaCl 5 с образованием кластера. Хлорид замещается первичными или вторичными аминами медленнее, но замена всех пяти хлоридных центров амидогруппами была достигнута за счет использования диалкиламидов лития, как показано на примере синтеза пентакис (диметиламидо) тантала :
- TaCl 5 + 5 LiNMe 2 → Ta (NMe 2 ) 5
Со спиртами пентахлорид реагирует с образованием алкоксидов . Как показано для получения этоксида тантала (V) , такие реакции часто проводят в присутствии основания:
- 10 EtOH + Ta 2 Cl 10 + 10 NH 3 → Ta 2 (OEt) 10 + 10 NH 4 Cl
Пентахлорид тантала восстанавливается азотными гетероциклами, такими как пиридин .
Сокращение [ править ]
Восстановление хлорида тантала (V) дает анионные и нейтральные кластеры, включая [Ta 6 Cl 18 ] 4- и [Ta 6 Cl 14 ] (H 2 O) 4 . [6]
Ссылки [ править ]
- ^ Лиде, Дэвид Р., изд. (2006). CRC Справочник по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
- ^ Рабе, Сюзанна; Мюллер, Ульрих (2000). «Кристаллическая структура пентахлорида тантала (TaCl 5 ) 2 » . Z. Kristallogr. - Новый кристалл. Struct. 215 (1): 1-2. DOI : 10.1515 / NCRs-2000-0102 .
- ^ F. Fairbrother (1967). Химия ниобия и тантала . Эльзевир.
- ^ Янг, Ральф С .; Брубейкер, Карл Х. (1952). «Реакция тантала с хлористым водородом, бромоводородом и пентахлоридом тантала; действие водорода на пентахлорид тантала». Журнал Американского химического общества . 74 (19): 4967. DOI : 10.1021 / ja01139a524 .
- ↑ FA Cotton , G. Wilkinson , Advanced Inorganic Chemistry (4-е издание), Wiley, New York, 1980 .
- ^ Дурайсами, Тирумалай; Hay, Daniel NT; Мессерле, Луи (2014). «Октаэдрические кластеры гексатантала галогенидов». Неорганические синтезы: Том 36 . Неорганические синтезы. 36 . С. 1–8. DOI : 10.1002 / 9781118744994.ch1 . ISBN 9781118744994.
- ^ Thaxton, CB; Якобсон, Р.А. (1971). «Кристаллическая структура H 2 (Ta 6 Cl 18 ) (H 2 O) 6 ». Неорганическая химия . 10 : 1460–1463. DOI : 10.1021 / ic50101a029 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
Дальнейшее чтение [ править ]
- Озин, Г.А.; Уолтон, РА (1970). «Колебательные спектры и структуры комплексов 1: 1 ниобия и тантала, пентахлоридов и пентабромида тантала с ацето-, пердейтериоацето- и пропионитрилами в твердом состоянии и в растворе, а также колебательный анализ частиц MX 5 , NC · CY 3 ( Y = H или D) ". J. Chem. Soc. А : 2236–2239. DOI : 10.1039 / j19700002236 .
- Буллок, JI; Парретт, ФВ; Тейлор, штат Нью-Джерси (1973). «Некоторые комплексы галогенид металла – галогенид фосфора – алкилгалогенид. Часть II. Реакции с пентахлоридами ниобия, тантала и гексахлоридом вольфрама». J. Chem. Soc., Dalton Trans. (5): 522–524. DOI : 10.1039 / DT9730000522 .
- Orević, C .; Катович, В. (1970). «Координационные комплексы ниобия и тантала. Часть VIII. Комплексы ниобия (IV), ниобия (V) и тантала (V) со смешанными оксо, галогено, алкокси и 2,2'-бипиридильными лигандами». J. Chem. Soc. А : 3382–3386. DOI : 10.1039 / j19700003382 .
- Cowley, A .; Fairbrother, F .; Скотт, Н. (1958). «Галогениды ниобия (колумбия) и тантала. Часть V. Комплексы диэтилового эфира пентахлоридов и пентабромидов; растворимость пентаиодида тантала в эфире». J. Chem. Soc. : 3133–3137. DOI : 10.1039 / JR9580003133 .
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с хлоридом тантала (V) . |
- Стандартная справочная база данных NIST
