fbpx
维基百科

五氯化钽

二月 14, 2023

五氯化钽是一种无机化合物，化学式 TaCl5。它是一种白色粉末，是研究钽化合物的开端。它会水解成三氯氧化钽（TaOCl3）甚至是五氧化二钽（Ta2O5）；这就要求使用空气隔绝技术在无水条件下进行合成和操作。

五氯化钽
IUPAC名
Tantalum(V) chloride
Tantalum pentachloride
识别
CAS号 7721-01-9（TaCl5）  N
17499-29-5（Ta2Cl10）  N
PubChem 24394
SMILES
InChI
EINECS 231-755-6
性质
化学式 TaCl5
摩尔质量 358.213 g/mol g·mol⁻¹
外观 白色单斜晶体[1]
密度 3.68 g/cm3
熔点 216 °C（489 K）
沸点 239.4 °C（513 K）
溶解性（水） 反应
溶解性 氯仿、CCl4
磁化率 +140.0×10−6 cm3/mol
结构
晶体结构 单斜, mS72
空间群 C2/m, No. 12
热力学
ΔfHm⦵298K -858.98 kJ/mol
S⦵298K 221.75 J K−1 mol−1
危险性
闪点 不可燃
致死量或浓度：
LD50（中位剂量）
 1900 mg/kg (大鼠，口服)
相关物质
其他阴离子 五氟化钽
五溴化钽
五碘化钽
其他阳离子 四氯化钒
五氯化铌
相关化学品 三氯化钽, 四氯化钽
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

结构

TaCl5 是一种单斜晶体，空间群 C2/m。[2]十个氯原子处在两个八面体顶点的位置。两个钽原子在八面体的中间，由两个桥接配体氯连接而成。二聚体结构保留在非络合溶剂中，并在很大程度上保持熔融状态。但是，气态的 TaCl5 是单体。这个单体的形状是三角双锥，就和PCl5一样。[3]

物理性质

五氯化钽在芳香烃的溶解度是按照以下趋势升高的:

苯 < 甲苯 < 间二甲苯 < 均三甲苯

这反映在于溶液的颜色从浅黄色到橙色的加深。相较于芳香烃，五氯化钽的溶解度在环己烷和四氯化碳中较少。还已知五氯化钽的这种溶液是不良的电导体，表明几乎没有电离。通过升华纯化TaCl5，可得到白色针状固体。

制备

五氯化钽可以由钽和氯气在 170 至 250 °C之间直接化合而成。这个反应也可以用HCl，不过要在400 °C下反应。[4]

2 Ta + 5 Cl2 → 2 TaCl5
2 Ta + 10 HCl → 2 TaCl5 + 5 H2

在240 °C，五氧化二钽和氯化亚砜反应也可以得到五氯化钽。

Ta2O5 + 5 SOCl2 → 2 TaCl5 + 5 SO2

五氯化钽是可以购买的，不过样本里会有少量的氯氧化钽 (TaOCl3)。这是五氯化钽水解而成的。

反应

TaCl5 是亲电体，类似AlCl3。它会和路易斯碱反应，形成加合物。[5]

加合物

TaCl5 可以和醚形成稳定的加合物:

TaCl5 + R2O → TaCl5(OR2) (R = Me, Et)

TaCl5 也可以和五氯化磷和氯氧化磷反应。后者是一个加合物，连接氧原子:

TaCl5 + PCl5 → [PCl+
4][TaCl−
6]
TaCl5 + OPCl3 → [TaCl5(OPCl3)]

五氯化钽会和叔胺反应，生成加合物晶体。

TaCl5 + 2 R3N → [TaCl5(NR3)]

取代反应

五氯化钽会和三苯基氧化膦反应，生成氯氧化物:

TaCl5 + 3 OPPh3 → [TaOCl3(OPPh3)]x ...

TaCl5 和有氢氧基的化合物如：醇、苯酚和羧酸反应，形成氯化氢和有 Ta–O 键的化合物:

TaCl5 + 3 HOEt → TaCl2(OEt)3 + 3 HCl

用氨来吸收HCl，五个氯原子都会被替换，形成 Ta(OEt)5。同样的， TaCl5 会和甲醇锂在甲醇中反应，形成甲氧基化合物:

TaCl5 + 4 LiOMe → Ta(OMe)4Cl + 4 LiCl

和胺，醇的反应

氨会取代 TaCl5 的大部分氯原子，形成簇合物。用伯胺或仲胺取代氯原子的速率较慢，不过用二烷基胺基锂反应可以取代五个氯原子，例如制备五（二甲基胺基）钽（英语：Pentakis(dimethylamido)tantalum）的反应:

TaCl5 + 5 LiNMe2 → Ta(NMe2)5

五氯化物与醇反应，生成醇盐。如制备五乙醇钽（英语：tantalum(V) ethoxide）所示，此类反应通常在碱的存在下进行:

10 EtOH + Ta2Cl10 + 10 NH3 → Ta2(OEt)10 + 10 NH4Cl

五氯化钽会被氮杂环如：吡啶还原。

还原

还原五氯化钽会形成中性或阴离子的簇合物，如： [Ta6Cl18]4− 和 [Ta6Cl14](H2O)4。[6]

 
Ta6Cl182− 阴离子的结构[7]

参考资料

  1. ^ Lide, David R. (编), CRC Handbook of Chemistry and Physics 87th, Boca Raton, FL: CRC Press, 2006, ISBN 0-8493-0487-3 
  2. ^ Rabe, Susanne; Müller, Ulrich. Crystal structure of tantalum pentachloride, (TaCl5)2. Z. Kristallogr. - New Cryst. Struct. 2000, 215 (1): 1–2. doi:10.1515/ncrs-2000-0102  . 
  3. ^ F. Fairbrother. The Chemistry of Niobium and Tantalum . Elsevier. 1967. 
  4. ^ Young, Ralph C.; Brubaker, Carl H. Reaction of Tantalum with Hydrogen Chloride, Hydrogen Bromide and Tantalum Pentachloride; Action of Hydrogen on Tantalum Pentachloride. Journal of the American Chemical Society. 1952, 74 (19): 4967. doi:10.1021/ja01139a524. 
  5. ^ F. A. Cotton, G. Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry (4th ed.), Wiley, New York, 1980.
  6. ^ Duraisamy, Thirumalai; Hay, Daniel N. T.; Messerle, Louis. Octahedral Hexatantalum Halide Clusters. Inorganic Syntheses. 2014, 36: 1–8. doi:10.1002/9781118744994.ch1. 
  7. ^ Thaxton, C. B.; Jacobson, R. A. The Crystal Structure of H2(Ta6Cl18)(H2O)6. Inorganic Chemistry. 1971, 10: 1460–1463. doi:10.1021/ic50101a029. 

扩展阅读

  • Ozin, G. A.; Walton, R. A. Vibrational spectra and structures of the 1:1 complexes of niobium and tantalum, pentachlorides and tantalum pentabromide with aceto-, perdeuterioaceto-, and propionitriles in the solid and solution states and a vibrational analysis of the species MX5, NC·CY3 (Y = H or D). J. Chem. Soc. A. 1970: 2236–2239. doi:10.1039/j19700002236. 
  • Bullock, J. I.; Parrett, F. W.; Taylor, N. J. Some metal halide–phosphorus halide–alkyl halide complexes. Part II. Reactions with niobium and tantalum pentachlorides and tungsten hexachloride. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1973, (5): 522–524. doi:10.1039/DT9730000522. 
  • Đorđević, C.; Katović, V. Co-ordination complexes of niobium and tantalum. Part VIII. Complexes of niobium(IV), niobium(V), and tantalum(V) with mixed oxo, halogeno, alkoxy, and 2,2′-bipyridyl ligands. J. Chem. Soc. A. 1970: 3382–3386. doi:10.1039/j19700003382. 
  • Cowley, A.; Fairbrother, F.; Scott, N. The halides of niobium (columbium) and tantalum. Part V. Diethyl ether complexes of the pentachlorides and pentabromides; the solubility of tantalum pentaiodide in ether. J. Chem. Soc. 1958: 3133–3137. doi:10.1039/JR9580003133. 

外部链接

维基共享资源中相关的多媒体资源：五氯化钽

二月 14, 2023
五氯化钽, 是一种无机化合物, 化学式, tacl5, 它是一种白色粉末, 是研究钽化合物的开端, 它会水解成三氯氧化钽, taocl3, 甚至是五氧化二钽, ta2o5, 这就要求使用空气隔绝技术在无水条件下进行合成和操作, iupac名tantalum, chloridetantalum, pentachloride识别cas号, 7721, tacl5, n17499, ta2cl10, npubchem, 24394smiles, clinchi, 5clh, 5einecs, 6性质化学式, tacl5摩. 五氯化钽是一种无机化合物 化学式 TaCl5 它是一种白色粉末 是研究钽化合物的开端 它会水解成三氯氧化钽 TaOCl3 甚至是五氧化二钽 Ta2O5 这就要求使用空气隔绝技术在无水条件下进行合成和操作 五氯化钽IUPAC名Tantalum V chlorideTantalum pentachloride识别CAS号 7721 01 9 TaCl5 N17499 29 5 Ta2Cl10 NPubChem 24394SMILES Cl Ta Cl Cl Cl ClInChI 1S 5ClH Ta h5 1H q 5 p 5EINECS 231 755 6性质化学式 TaCl5摩尔质量 358 213 g mol g mol 外观 白色单斜晶体 1 密度 3 68 g cm3熔点 216 C 489 K 沸点 239 4 C 513 K 溶解性 水 反应溶解性 氯仿 CCl4磁化率 6996139999999999999 140 0 10 6 cm3 mol结构晶体结构 单斜 mS72空间群 C2 m No 12热力学DfHm 298K 858 98 kJ molS 298K 221 75 J K 1 mol 1危险性闪点 不可燃致死量或浓度 LD50 中位剂量 1900 mg kg 大鼠 口服 相关物质其他阴离子 五氟化钽五溴化钽五碘化钽其他阳离子 四氯化钒五氯化铌相关化学品 三氯化钽 四氯化钽若非注明 所有数据均出自标准状态 25 100 kPa 下 目录 1 结构 2 物理性质 3 制备 4 反应 4 1 加合物 4 2 取代反应 4 3 和胺 醇的反应 4 4 还原 5 参考资料 6 扩展阅读 7 外部链接结构 编辑TaCl5 是一种单斜晶体 空间群 C2 m 2 十个氯原子处在两个八面体顶点的位置 两个钽原子在八面体的中间 由两个桥接配体氯连接而成 二聚体结构保留在非络合溶剂中 并在很大程度上保持熔融状态 但是 气态的 TaCl5 是单体 这个单体的形状是三角双锥 就和PCl5一样 3 物理性质 编辑五氯化钽在芳香烃的溶解度是按照以下趋势升高的 苯 lt 甲苯 lt 间二甲苯 lt 均三甲苯这反映在于溶液的颜色从浅黄色到橙色的加深 相较于芳香烃 五氯化钽的溶解度在环己烷和四氯化碳中较少 还已知五氯化钽的这种溶液是不良的电导体 表明几乎没有电离 通过升华纯化TaCl5 可得到白色针状固体 制备 编辑五氯化钽可以由钽和氯气在 170 至 250 C之间直接化合而成 这个反应也可以用HCl 不过要在400 C下反应 4 2 Ta 5 Cl2 2 TaCl5 2 Ta 10 HCl 2 TaCl5 5 H2在240 C 五氧化二钽和氯化亚砜反应也可以得到五氯化钽 Ta2O5 5 SOCl2 2 TaCl5 5 SO2五氯化钽是可以购买的 不过样本里会有少量的氯氧化钽 TaOCl3 这是五氯化钽水解而成的 反应 编辑TaCl5 是亲电体 类似AlCl3 它会和路易斯碱反应 形成加合物 5 加合物 编辑 TaCl5 可以和醚形成稳定的加合物 TaCl5 R2O TaCl5 OR2 R Me Et TaCl5 也可以和五氯化磷和氯氧化磷反应 后者是一个加合物 连接氧原子 TaCl5 PCl5 PCl 4 TaCl 6 TaCl5 OPCl3 TaCl5 OPCl3 五氯化钽会和叔胺反应 生成加合物晶体 TaCl5 2 R3N TaCl5 NR3 取代反应 编辑 五氯化钽会和三苯基氧化膦反应 生成氯氧化物 TaCl5 3 OPPh3 TaOCl3 OPPh3 x TaCl5 和有氢氧基的化合物如 醇 苯酚和羧酸反应 形成氯化氢和有 Ta O 键的化合物 TaCl5 3 HOEt TaCl2 OEt 3 3 HCl用氨来吸收HCl 五个氯原子都会被替换 形成 Ta OEt 5 同样的 TaCl5 会和甲醇锂在甲醇中反应 形成甲氧基化合物 TaCl5 4 LiOMe Ta OMe 4Cl 4 LiCl和胺 醇的反应 编辑 氨会取代 TaCl5 的大部分氯原子 形成簇合物 用伯胺或仲胺取代氯原子的速率较慢 不过用二烷基胺基锂反应可以取代五个氯原子 例如制备五 二甲基胺基 钽 英语 Pentakis dimethylamido tantalum 的反应 TaCl5 5 LiNMe2 Ta NMe2 5五氯化物与醇反应 生成醇盐 如制备五乙醇钽 英语 tantalum V ethoxide 所示 此类反应通常在碱的存在下进行 10 EtOH Ta2Cl10 10 NH3 Ta2 OEt 10 10 NH4Cl五氯化钽会被氮杂环如 吡啶还原 还原 编辑 还原五氯化钽会形成中性或阴离子的簇合物 如 Ta6Cl18 4 和 Ta6Cl14 H2O 4 6 Ta6Cl182 阴离子的结构 7 参考资料 编辑 Lide David R 编 CRC Handbook of Chemistry and Physics 87th Boca Raton FL CRC Press 2006 ISBN 0 8493 0487 3 Rabe Susanne Muller Ulrich Crystal structure of tantalum pentachloride TaCl5 2 Z Kristallogr New Cryst Struct 2000 215 1 1 2 doi 10 1515 ncrs 2000 0102 F Fairbrother The Chemistry of Niobium and Tantalum Elsevier 1967 含有內容需登入查看的頁面 link Young Ralph C Brubaker Carl H Reaction of Tantalum with Hydrogen Chloride Hydrogen Bromide and Tantalum Pentachloride Action of Hydrogen on Tantalum Pentachloride Journal of the American Chemical Society 1952 74 19 4967 doi 10 1021 ja01139a524 F A Cotton G Wilkinson Advanced Inorganic Chemistry 4th ed Wiley New York 1980 Duraisamy Thirumalai Hay Daniel N T Messerle Louis Octahedral Hexatantalum Halide Clusters Inorganic Syntheses 2014 36 1 8 doi 10 1002 9781118744994 ch1 Thaxton C B Jacobson R A The Crystal Structure of H2 Ta6Cl18 H2O 6 Inorganic Chemistry 1971 10 1460 1463 doi 10 1021 ic50101a029 扩展阅读 编辑Ozin G A Walton R A Vibrational spectra and structures of the 1 1 complexes of niobium and tantalum pentachlorides and tantalum pentabromide with aceto perdeuterioaceto and propionitriles in the solid and solution states and a vibrational analysis of the species MX5 NC CY3 Y H or D J Chem Soc A 1970 2236 2239 doi 10 1039 j19700002236 Bullock J I Parrett F W Taylor N J Some metal halide phosphorus halide alkyl halide complexes Part II Reactions with niobium and tantalum pentachlorides and tungsten hexachloride J Chem Soc Dalton Trans 1973 5 522 524 doi 10 1039 DT9730000522 Đorđevic C Katovic V Co ordination complexes of niobium and tantalum Part VIII Complexes of niobium IV niobium V and tantalum V with mixed oxo halogeno alkoxy and 2 2 bipyridyl ligands J Chem Soc A 1970 3382 3386 doi 10 1039 j19700003382 Cowley A Fairbrother F Scott N The halides of niobium columbium and tantalum Part V Diethyl ether complexes of the pentachlorides and pentabromides the solubility of tantalum pentaiodide in ether J Chem Soc 1958 3133 3137 doi 10 1039 JR9580003133 外部链接 编辑维基共享资源中相关的多媒体资源 五氯化钽NIST Standard Reference Database 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 五氯化钽 amp oldid 63246233, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

文章

，阅读，下载，免费，免费下载，mp3，视频，mp4，3gp， jpg，jpeg，gif，png，图片，音乐，歌曲，电影，书籍，游戏，游戏。