Хлорид циркония (IV)

Хлорид циркония (IV)
Имена



Имена ИЮПАК Тетрахлорид циркония Хлорид циркония (IV)
Идентификаторы
Количество CAS	10026-11-6^Y
3D модель ( JSmol )	Интерактивное изображение
ЧЭБИ	ЧЕБИ: 77566^N
ChemSpider	23202^Y
ECHA InfoCard	100.030.041
Номер ЕС	233-058-2
PubChem CID	24817
UNII	Z88176T871^N
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID1044142
ИнЧИ InChI = 1S / 4ClH.Zr / h4 * 1H; / q ;;;; + 4 / p-4^Y Ключ: DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J^Y InChI = 1 / 4ClH.Zr / h4 * 1H; / q ;;;; + 4 / p-4 Ключ: DUNKXUFBGCUVQW-XBHQNQODAQ
Улыбки Cl [Zr] (Cl) (Cl) Cl
Характеристики
Химическая формула	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)
Растворимость в воде	гидролиз
Растворимость	концентрированная HCl (с реакцией)
Структура
Кристальная структура	Моноклиника , мП10
Космическая группа	П12 / с1, № 13
Термохимия
Теплоемкость ( C )	125,38 Дж · К ⁻¹ моль ⁻¹
Стандартная мольная энтропия ( S ^o₂₉₈ )	181,41 Дж · К ⁻¹ моль ⁻¹
Std энтальпия формации (Δ _FH ^⦵₂₉₈ )	-980,52 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности	Паспорт безопасности
NFPA 704 (огненный алмаз)	3 0 2 W
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).
N проверить ( что есть ?)^YN
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. Это различие в структурах является причиной несоответствия в их свойствах: 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 продуктом 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 с получением 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 является быстрой и практически необратимой, что соответствует высокой оксофильности 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 пара твердого тетрахлорида циркония (от 710 до 741 K) определяется уравнением log ₁₀ (P) = -3427 / T + 9.088. Давление в точке плавления 14 500 торр. ^[11]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с хлоридом циркония (IV) .

Ссылки [ править ]

^ «Соединения циркония (как Zr)» . Немедленно опасная для жизни или здоровья концентрация (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, штат Вашингтон; 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 осажденные из паровой фазы бориды 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 .; Флориани, С .; Шенк, К. (1997). «Активация углеводородов с помощью галогенидов металлов: тетрахлорид циркония, катализирующий реакцию Якобсена и способствующий тримеризации алкинов посредством образования комплексов η ⁶ -арен-цирконий (IV)». Металлоорганические соединения . 16 (22): 4889–4895. DOI : 10.1021 / om970438g .
^ Палко, AA; Ryon, AD; Кун, 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 .

[1] «Соединения циркония (как Zr)» . Немедленно опасная для жизни или здоровья концентрация (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).

[newenv-2] "New Environment Inc. - NFPA Chemicals" . newenv.com . Проверено 26 апреля 2017 .

[3] Н. Н. Гринвуд и А. Эрншоу, Химия элементов (2-е изд.), Баттерворт-Хайнеман, Оксфорд, 1997 .

[4] Хаммерс, WS; Тайри, штат Вашингтон; Йоллес, С. (1953). «Тетрахлориды циркония и гафния». Неорганические синтезы . IV . McGraw-Hill Book Company, Inc. стр. 121. DOI : 10.1002 / 9780470132357.ch41 . ISBN 9780470132357.

[5] Randich, E. (1 ноября 1979). «Химические осажденные из паровой фазы бориды 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 .

[6] Перейти ↑ Bora U. (2003). «Тетрахлорид циркония» . Synlett (7): 1073–1074. DOI : 10,1055 / с-2003-39323 .

[7] 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 .

[8] 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.

[9] 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 .

[10] Musso, F .; Solari, E .; Флориани, С .; Шенк, К. (1997). «Активация углеводородов с помощью галогенидов металлов: тетрахлорид циркония, катализирующий реакцию Якобсена и способствующий тримеризации алкинов посредством образования комплексов η ⁶ -арен-цирконий (IV)». Металлоорганические соединения . 16 (22): 4889–4895. DOI : 10.1021 / om970438g .

[11] Палко, AA; Ryon, AD; Кун, 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 .