Chlorid tantaličný

Chlorid tantaličný
(c) Materialscientist at en.wikipedia, CC BY-SA 3.0 Krystalová struktura chloridu tantaličného
Obecné
Systematický název	Chlorid tantaličný
Anglický název	Tantalum(V) chloride
Německý název	Tantal(V)-chlorid
Sumární vzorec	TaCl5
Vzhled	nažloutlá pevná látka
Identifikace
Registrační číslo CAS	7721-01-9
PubChem	24394
SMILES	Cl[Ta](Cl)(Cl)(Cl)Cl
InChI	1S/5ClH.Ta/h5*1H;/q;;;;;+5/p-5
Vlastnosti
Molární hmotnost	358,213 g/mol
Teplota tání	216 °C
Teplota varu	239,4 °C (rozklad)
Hustota	3,68 g.cm−3
Rozpustnost ve vodě	hydrolyzuje
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Chlorid tantaličný, TaCl₅, je nažloutlá pevná látka.^[1] Je to výhodná výchozí látka pro přípravu jiných sloučenin tantalu.^[2] V přítomnosti vody hydrolyzuje za vzniku TaOCl₃ nebo až oxidu tantaličného (Ta₂O₅).^[2] Proto je nutné s ním manipulovat v ochranné atmosféře.

Struktura

Krystaluje v monoklinické prostorové grupě C2/m.^[3] Základní jednotkou je dvojice oktaedrů TaCl₆ sdílejících hranu, atomy tantalu jsou propojeny chloridovými můstky.^[2] Dimerní strukturu si zachovává i v roztoku s nekomplexujícími rozpouštědly a z velké části i v tavenině. V plynném skupenství je tvořen monomerem, ten má tvar trigonální bipyramidy.^[1][2]

Fyzikální vlastnosti

Rozpustnost chloridu tantaličného mírně roste v sérii aromatických uhlovodíků:

benzen < toluen < m-xylen < mesitylen

Míra rozpustnosti se odráží v intenzitě zabarvení vzniklých roztoků. Méně rozpustný než v arenech je v cyklohexanu a tetrachlormethanu. Roztoky chloridu tantaličného mají nízkou vodivost, což je důkazem nízké míry disociace.

Chlorid tantaličný je možné čistit sublimací.

Příprava

Chlorid tantaličný lze připravit reakcí práškového tantalu s plynným chlorem při teplotách mezi 170 a 250 °C nebo s chlorovodíkem při teplotě 400 °C:^[4]

2 Ta + 5 Cl₂ → 2 TaCl₅

2 Ta + 10 HCl → 2 TaCl₅ + 5 H₂

Další možností je reakce oxidu tantaličného s chloridem thionylu při teplotě 240 °C:^[2][5]

Ta₂O₅ + 5 SOCl₂ → 2 TaCl₅ + 5 SO₂

Chlorid tantaličný je dostupný i komerčně, ale často je kontaminován TaOCl₃, který vzniká hydrolýzou.

Reakce

Chlorid tantaličný je elektrofilní a dokáže katalyzovat Friedelovy-Craftsovy alkylace a acylace. S Lewisovými bazemi vytváří adukty.

Tvorba aduktů

Vytváří stabilní komplexy s ethery:

TaCl₅ + R₂O → TaCl₅(OR₂) (R = Me, Et)

Reakcí s chloridem fosforečným a chloridem fosforylu vzniká iontový komplex, chlorid fosforečný vystupuje jako donor chloridu, zatímco se chlorid fosforylu koordinuje k tantalu kyslíkovým atomem:

TaCl₅ + PCl₅ → [PCl +
4 ][TaCl -
6 ]

TaCl₅ + POCl₃ → [TaCl₅(OPCl₃)]

S terciárními aminy poskytuje krystalické adukty:

TaCl₅ + 2 R₃N → [TaCl₅(NR₃)]

Záměna chloridů

Reakce s nadbytkem trifenylfosfinoxidu poskytuje za laboratorní teploty oxid-chlorid:

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

Reakcí se sloučeninami s OH skupinou vznikají chloridy-alkoxidy tantaličné:

TaCl₅ + 3 HOEt → TaCl₂(OEt)₃ + 3 HCl

V přítomnosti amoniaku, který vystupuje jako akceptor chlorovodíku vzniká až Ta(OEt)₅.

Podobně reaguje s roztokem methoxidu lithného v bezvodém methanolu:

TaCl₅ + 4 LiOMe → Ta(OMe)₄Cl + 4 LiCl

Redukce

Redukcí chloridu tantaličného pomocí Ga[GaCl₄] získáme iontové nebo neutrální klastry [Ta₆Cl₁₈]⁴⁻ a [Ta₆Cl₁₄](H₂O)₄.^[6]

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Tantalum(V) chloride na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Chlorid tantaličný na Wikimedia Commons