Chlorid thoričitý

chlorid thoričitý
      Th4+ 0       Cl−
      Th4+ 0       Cl−
Obecné
Systematický názevChlorid thoričitý
Anglický názevThorium(IV) chloride
Německý názevThorium(IV)-chlorid
Sumární vzorecThCl4
Vzhledbílá pevná látka
Identifikace
Registrační číslo CAS10026-08-1
54327-76-3
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)233-056-1
PubChem66209
SMILESCl[Th](Cl)(Cl)Cl
InChIInChI=1S/4ClH.Th/h4*1H;/q;;;;+4/p-4
Key: WEQHQGJDZLDFID-UHFFFAOYSA-J
Číslo RTECSXO6475000
Vlastnosti
Molární hmotnost373,849 g/mol
Teplota tání770 °C (1420 °F; 1040 K)
Teplota varu921 °C (1690 °F; 1194 K)
Teplota změny krystalové modifikace405 °C (761 °F; 678 K)
Hustota4,59 g/cm3
Rozpustnost ve voděsnadno rozpustný
Struktura
Krystalová strukturatetragonální
Hrana krystalové mřížkya = 847,3 pm, c = 746,8 pm
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Chlorid thoričitý je anorganická sloučenina s chemickým vzorcem ThCl4. Vyskytuje se také ve formě tetrahydrátu a oktahydrátu.

Příprava

Chlorid thoričitý byl meziproduktem v izolaci kovového thoria, kterou provedl Jöns Jacob Berzelius.[1]

Chlorid thoričitý lze připravit mnoha způsoby. Jednou z metod je karbotermická redukce při teplotě 700 °C až 2600 °C, kdy oxid thoričitý reaguje s uhlíkem v proudu plynného chloru:

ThO2 + 2 C + 4 Cl2 → ThCl4 + 2 CO

Chloraci lze provést za pomocí chloridu uhličitého:[2][3]

Th(C2O4)2 + CCl4 → ThCl4 + 3 CO + 3 CO2
ThO2 + 2 CCl4 → ThCl4 + 2 COCl2

Další metoda je dvoukroková, kdy v prvním kroku reaguje thorium s chloridem amonným:

Th + 6 NH4Cl → (NH4)2ThCl6 + 4 NH3 + 2 H2

V druhém kroku se výsledná sůl zahřeje na teplotu 350 °C ve vysokém vakuu za vzniku chloridu thoričitého.[4]

Bezvodý chlorid thoričitý lze z hydrátu připravit za pomocí chloridu thionylu a zahřátí nad 100 °C:[5]

ThCl4·8H2O + 8 SOCl2 → ThCl4 + 8 SO2 + 16 HCl

Lze jej také připravit například syntézou z prvků nebo reakcí hydridu thoričitého s chlorovodíkem.[5]

Vlastnosti

Chlorid thoričitý je bílá, hygroskopická krystalická pevná látka, kterou lze získat sublimací ve formě velkých jehel. Je snadno rozpustný ve vodě. Krystalizuje v tetragonální soustavě s prostorovou grupou I41/amd (číslo 141) s parametry mřížky a = 847,3 pm a c = 746,8 pm a je izotypický s chloridem uraničitým.[6] Při teplotě nad 405 °C se vyskytuje v další modifikaci, která krystalizuje rovněž v tetragonální soustavě a je metastabilní při ochlazení pod teplotu 405 °C.[5]

Reaktivita

Chlorid thoričitý reaguje s řadou organický sloučenin obsahujících kyslík.[7]

Adukty s Lewisovými zásadami

Chlorid thoričitý reaguje s Lewisovými zásadami za vzniku molekulárních aduktů, jako ThCl4(DME)2 a ThCl4(TMEDA)2.[4]

Redukce na kovové thorium

Chlorid thoričitý je meziproduktem při čištění thoria, který může být ovlivněn:

  1. Redukcí chloridu thoričitého alkalickými kovy.
  2. Elektrolýzou bezvodého chloridu thoričitého v tavenině chloridu sodného a chloridu draselného.
  3. Redukcí směsi chloridu thoričitého a bezvodého chloridu zinečnatého vápníkem.[8]

Využití

Chlorid thoričitý se používá jako meziprodukt při výrobě thoria, kterou provedl již Berzelius při objevu thoria redukcí draslíkem.[9][10]

Reference

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Thorium(IV) chloride na anglické Wikipedii a Thorium(IV)-chlorid na německé Wikipedii.

  1. ↑ WEEKS, Mary Elvira. The discovery of the elements. XI. Some elements isolated with the aid of potassium and sodium: Zirconium, titanium, cerium, and thorium. Journal of Chemical Education. 1932-07, roč. 9, čís. 7, s. 1231. Dostupné online [cit. 2024-07-28]. ISSN 0021-9584. DOI 10.1021/ed009p1231. (anglicky) 
  2. ↑ BRAUER, Georg. Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. [s.l.]: Academic Press 1038 s. Dostupné online. ISBN 978-0-12-126601-1. (anglicky) 
  3. ↑ GUTIERREZ, R.L.; HERBST, R.J.; JOHNSON, K.W.R. Preliminary fabrication studies of alternative LMFBR carbide fuels. [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. DOI 10.2172/5688597. (anglicky) 
  4. ↑ a b CANTAT, Thibault; SCOTT, Brian L.; KIPLINGER, Jaqueline L. Convenient access to the anhydrous thorium tetrachloride complexes ThCl4(DME)2, ThCl4(1,4-dioxane)2 and ThCl4(THF)3.5 using commercially available and inexpensive starting materials. Chemical Communications. 2010, roč. 46, čís. 6, s. 919. Dostupné online [cit. 2024-07-28]. ISSN 1359-7345. DOI 10.1039/b923558b. PMID 20107650. (anglicky) 
  5. ↑ a b c MORSS, L. R.; EDELSTEIN, Norman M.; FUGER, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (Set Vol.1-6): Volumes 1-6. [s.l.]: Springer Science & Business Media 4511 s. Dostupné online. ISBN 978-94-007-0211-0. S. 80. (anglicky) 
  6. ↑ BRAUER, Georg. Handbuch der präparativen anorganischen Chemie. [s.l.]: F. Enke 626 s. Dostupné online. ISBN 978-3-432-02328-1. S. 1136. (německy) 
  7. ↑ JANTSCH, G.; URBACH, W. Über Verbindungen des Thoriums. I. Über Additions‐ und Substitutionsverbindungen des Thoriumchlorids. Helvetica Chimica Acta. 1919-01, roč. 2, čís. 1, s. 490–500. Dostupné online [cit. 2024-07-28]. ISSN 0018-019X. DOI 10.1002/hlca.19190020152. (anglicky) 
  8. ↑ HOBART, David. Periodic Table of Elements: Los Alamos National Laboratory. periodic.lanl.gov [online]. [cit. 2024-07-28]. Dostupné online. 
  9. ↑ MURTHY, C. Parameshwara. University Chemistry, Vol. Ii. [s.l.]: New Age International 658 s. Dostupné online. ISBN 978-81-224-0955-0. S. 69. (anglicky) 
  10. ↑ Nuclear and Radiation Chemistry. [s.l.]: Krishna Prakashan Media 356 s. Dostupné online. ISBN 978-81-85842-63-9. S. 158. (anglicky) 

Média použitá na této stránce

ThCl4.png
Autor: Smokefoot, Licence: CC BY-SA 4.0
Structure of ThCl4