Хлорид циркония (IV) - Zirconium(IV) chloride
Имена | |
---|---|
Имена ИЮПАК
Тетрахлорид
циркония Хлорид циркония (IV) |
|
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol )
|
|
ЧЭБИ | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.030.041 |
Номер ЕС | |
PubChem CID
|
|
UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Характеристики | |
ZrCl 4 | |
Молярная масса | 233,04 г / моль |
Появление | 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) |
Состав | |
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 | Не воспламеняется |
Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
LD 50 ( средняя доза )
|
1688 мг / кг (перорально, крыса) 655 мг / кг (мышь, перорально) |
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.
Состав
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
4 является дистиллируемым, но ZrCl
4 твердое 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.
Синтез
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:
- ZrO 2 + 2 CCl 4 → ZrCl 4 + 2 COCl 2
Приложения
Предшественник металлического Zr
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
ZrCl 4 является наиболее распространенным предшественником для химического осаждения из паровой фазы из диоксида циркония и диборида циркония .
В органическом синтезе тетрахлорида циркония используется в качестве слабой кислоты Льюиса для реакции Фриделя-Крафтса , то реакцию Дильса-Альдера и внутримолекулярные реакции циклизации. Он также используется для водоотталкивающей обработки текстильных и других волокнистых материалов.
Свойства и реакции
Гидролиз ZrCl 4 дает гидратированный гидроксихлоридный кластер, называемый цирконилхлоридом . Эта реакция является быстрой и практически необратимой, 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. Из-за своей полимерной структуры ZrCl 4 перед использованием обычно превращается в молекулярный комплекс. Он образует комплекс 1: 2 с тетрагидрофураном : CAS [21959-01-3], т.пл. 175–177 ° C. NaC 5 H 5 реагирует с ZrCl 4 (THF) 2 с образованием дихлорида цирконоцена ZrCl 2 (C 5 H 5 ) 2 , универсального циркониевого комплекса. Одним из самых любопытных свойств ZrCl 4 является его высокая растворимость в присутствии метилированных бензолов, таких как дурен . Эта солюбилизация происходит за счет образования π-комплексов.
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.