 | |
| Имена | |
|---|---|
| Имена ИЮПАК Хлорид тантала (V) Пентахлорид тантала | |
| Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) | |
| ECHA InfoCard | 100.028.869  |
| Номер ЕС |
|
PubChem CID | |
| UNII | |
CompTox Dashboard ( 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 имеет 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, пентоксида тантала (Ta 2 O 5 ); для этого необходимо, чтобы он синтезировался и обрабатывался в безводных условиях с использованием безвоздушных методов .
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-бипирамидальную структуру , подобную структуре PCl 5 . [3]
Физические свойства [ править ]
Растворимость пентахлорида тантала незначительно увеличивается для следующего ряда ароматических углеводородов :
- бензол < толуол < м- ксилол < мезитилен
Это выражается 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 взаимодействием 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 пентоксида тантала и тионилхлорида 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 прочные 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 хлоридов, 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 вытесняет большинство хлоридных лигандов из TaCl 5 с образованием кластера. Хлорид замещается первичными или вторичными аминами медленнее, но замена всех пяти хлоридных центров амидогруппами была достигнута с помощью 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 изд.), 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 .
- Bullock, JI; Парретт, ФВ; Тейлор, 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'-бипиридиловыми 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. Диэтиловые эфирные комплексы 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
