Хлорид циркония (IV) - Zirconium(IV) chloride

Хлорид циркония (IV)
Цирконий-тетрахлорид-3D-шары-A.png
Цирконий-тетрахлорид-3D-шары-B.png
Хлорид циркония (IV ).jpg
Имена
Имена ИЮПАК
Тетрахлорид
циркония Хлорид циркония (IV)
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.030.041 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
UNII
  • InChI = 1S / 4ClH.Zr / h4 * 1H; / q ;;;; + 4 / p-4  проверять Y
    Ключ: DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J  проверять Y
  • InChI = 1 / 4ClH.Zr / h4 * 1H; / q ;;;; + 4 / p-4
    Ключ: DUNKXUFBGCUVQW-XBHQNQODAQ
  • Cl [Zr] (Cl) (Cl) Cl
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
125,38 Дж · К −1  моль −1
181,41 Дж · К −1  моль −1
-980,52 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности MSDS
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания Не воспламеняется
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
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).
☒ N   проверить  ( что есть    ?) проверять Y ☒ N
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.

Рекомендации