Имена | |
---|---|
Имена ИЮПАК Тетрахлорид циркония Хлорид циркония (IV) | |
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
ЧЭБИ | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.030.041 |
Номер ЕС |
|
PubChem CID | |
UNII | |
CompTox Dashboard ( EPA ) | |
| |
| |
Характеристики | |
ZrCl 4 | |
Молярная масса | 233,04 г / моль |
Внешность | белые кристаллы гигроскопичны |
Плотность | 2,80 г / см 3 |
Температура плавления | 437 ° С (819 ° F, 710 К) (тройная точка) |
Точка кипения | 331 ° С (628 ° F, 604 К) (сублимированные) |
гидролиз | |
Растворимость | концентрированная HCl (с реакцией) |
Структура | |
Моноклиника , мП10 | |
П12 / с1, № 13 | |
Термохимия | |
Теплоемкость ( C ) | 125,38 Дж · К −1 моль −1 |
Стандартная мольная энтропия ( S | 181,41 Дж · К −1 моль −1 |
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 ) | -980,52 кДж / моль |
Опасности | |
Паспорт безопасности | MSDS |
NFPA 704 (огненный алмаз) | |
точка возгорания | Негорючий |
Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
LD 50 ( средняя доза ) | 1688 мг / кг (перорально, крыса) 655 мг / кг (мышь, перорально) [1] |
Родственные соединения | |
Другие анионы | Фторид циркония (IV) Бромид циркония (IV) Иодид циркония (IV) |
Другие катионы | Тетрахлорид титана Тетрахлорид гафния |
Родственные соединения | Цирконий хлорид (II) , Цирконий (III) , 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 циркония (IV) , также известный как тетрахлорид циркония ( Zr Cl 4 ), представляет собой неорганическое соединение, часто используемое в качестве предшественника других соединений циркония. Это белое тугоплавкое твердое вещество быстро гидролизуется во влажном воздухе.
Структура [ править ]
В отличие от молекулярного TiCl 4 , твердый ZrCl 4 имеет полимерную структуру, в которой каждый Zr имеет октаэдрическую координацию. Эта разница в структурах является причиной несоответствия их свойств: TiCl
4является дистиллируемым, но ZrCl
4твердое тело. В твердом состоянии ZrCl 4 принимает ленточную линейную полимерную структуру - ту же структуру, что и HfCl 4 . Этот полимер легко разлагается при обработке основаниями Льюиса , которые расщепляют связи Zr-Cl-Zr. [3]
Синтез [ править ]
Это преобразование влечет за собой обработку оксида углеродом в качестве «геттера» оксида и хлора.
- ZrO 2 + 2 C + 2 Cl 2 → ZrCl 4 + 2 CO
В процессе лабораторного масштаба вместо углерода и хлора используется четыреххлористый углерод: [4]
- ZrO 2 + 2 CCl 4 → ZrCl 4 + 2 COCl 2
Приложения [ править ]
Предшественник металлического Zr [ править ]
ZrCl 4 является промежуточным звеном при превращении минералов циркония в металлический цирконий с помощью процесса Кролла . В природе минералы циркония неизменно существуют в виде оксидов (что также отражено в тенденции всех хлоридов циркония к гидролизу). Для преобразования в объемный металл эти тугоплавкие оксиды сначала превращаются в тетрахлорид, который можно перегонять при высоких температурах. Очищенный ZrCl 4 может быть восстановлен металлическим Zr для получения хлорида циркония (III) .
Другое использование [ править ]
ZrCl 4 является наиболее распространенным предшественником для химического осаждения из паровой фазы из диоксида циркония и диборида циркония . [5]
В органическом синтезе тетрахлорида циркония используется в качестве слабой кислоты Льюиса для реакции Фриделя-Крафтса , то реакцию Дильса-Альдера и внутримолекулярные реакции циклизации. [6] Он также используется для водоотталкивающей обработки текстильных и других волокнистых материалов.
Свойства и реакции [ править ]
Гидролиз ZrCl 4 дает гидратированный гидроксихлоридный кластер, называемый цирконилхлоридом . Эта реакция протекает быстро и практически необратимо, что согласуется с высокой оксофильностью циркония (IV). По этой причине манипуляции с ZrCl 4 обычно требуют безвоздушных методов .
ZrCl 4 является основным исходным соединением для синтеза многих металлоорганических комплексов циркония. [7] Из-за своей полимерной структуры ZrCl 4 обычно превращается в молекулярный комплекс перед использованием. Он образует комплекс 1: 2 с тетрагидрофураном : CAS [21959-01-3], т.пл. 175–177 ° C. [8] NaC 5 H 5 реагирует с ZrCl 4 (THF) 2 с образованием дихлорида цирконоцена ZrCl 2 (C 5 H 5 ) 2 , универсального циркониевого комплекса. [9] Одно из самых любопытных свойств ZrCl.4 - его высокая растворимость в присутствии метилированных бензолов, таких как дурен . Эта солюбилизация происходит за счет образования π-комплексов. [10]
Логарифм (основание 10) давления пара тетрахлорида циркония (от 480 до 689 K) определяется уравнением: log 10 (P) = -5400 / T + 11,766, где давление измеряется в торрах, а температура - в градусах Кельвина. . Логарифм (основание 10) давления паров твердого тетрахлорида циркония (от 710 до 741 K) определяется уравнением log 10 (P) = -3427 / T + 9,088. Давление в точке плавления составляет 14 500 торр. [11]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с хлоридом циркония (IV) . |
Ссылки [ править ]
- ^ «Соединения циркония (как Zr)» . Немедленно опасные для жизни или здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ "New Environment Inc. - NFPA Chemicals" . newenv.com . Проверено 26 апреля 2017 .
- ↑ Н. Н. Гринвуд и А. Эрншоу, Химия элементов (2-е изд.), Баттерворт-Хайнеман, Оксфорд, 1997 .
- ^ Хаммерс, WS; Тайри, SY; Йоллес, С. (1953). «Тетрахлориды циркония и гафния». Неорганические синтезы . IV . McGraw-Hill Book Company, Inc. стр. 121. DOI : 10.1002 / 9780470132357.ch41 . ISBN 9780470132357.
- ^ Randich, E. (1 ноября 1979). «Химические осаждения из паровой фазы боридов формы (Ti, Zr) B 2 и (Ta, Ti) B 2 ». Тонкие твердые пленки . 63 (2): 309–313. Bibcode : 1979TSF .... 63..309R . DOI : 10.1016 / 0040-6090 (79) 90034-8 .
- Перейти ↑ Bora U. (2003). «Тетрахлорид циркония» . Synlett (7): 1073–1074. DOI : 10,1055 / с-2003-39323 .
- ^ Илан Марек, изд. (2005). Новые аспекты цирконийсодержащих органических соединений . Разделы металлоорганической химии. 10 . Спрингер: Берлин, Гейдельберг, Нью-Йорк. DOI : 10.1007 / b80198 . ISBN 978-3-540-22221-7. ISSN 1436-6002 .
- ^ Л. Е. Манзер; Джо Дитон (1982). Тетрагидрофурановые комплексы избранных металлов с ранним переходом . Неорганические синтезы. 21 . С. 135–140. DOI : 10.1002 / 9780470132524.ch31 . ISBN 978-0-470-13252-4.
- ^ Уилкинсон, Г .; Бирмингем, Дж. Г. (1954). «Бис-циклопентадиенильные соединения Ti, Zr, V, Nb и Ta». Варенье. Chem. Soc. 76 (17): 4281–4284. DOI : 10.1021 / ja01646a008 .
- ^ Musso, F .; Solari, E .; Floriani, C .; Шенк, К. (1997). «Активация углеводородов с помощью галогенидов металлов: тетрахлорид циркония, катализирующий реакцию Якобсена и способствующий тримеризации алкинов путем образования комплексов η 6 -арен-цирконий (IV)». Металлоорганические соединения . 16 (22): 4889–4895. DOI : 10.1021 / om970438g .
- ^ Палко, AA; Ryon, AD; Kuhn, DW (март 1958 г.). «Давление паров тетрахлорида циркония и тетрахлорида гафния». J. Phys. Chem . 62 (3): 319–322. DOI : 10.1021 / j150561a017 . hdl : 2027 / mdp.39015086513051 .