三氯化锆
化合物
三氯化锆是一种无机化合物，化学式 ZrCl3。它是一种蓝黑色固体，对空气敏感。
| 三氯化锆 | |
|---|---|
| |
| IUPAC名 Zirconium trichloride | |
| 别名 | 氯化锆(III) |
| 识别 | |
| CAS号 | 10241-03-9 
|
| PubChem | 144719 |
| ChemSpider | 127679 |
| SMILES |
|
| 性质 | |
| 化学式 | Cl3Zr |
| 摩尔质量 | 197.58 g·mol−1 |
| 外观 | 蓝黑色晶体 |
| 密度 | 3.05 g/cm3[1] |
| 熔点 | 627 °C（900 K）（当 760 mmHg[1]） |
| 溶解性（水） | 反应[1] |
| 溶解性 | 可溶于苯和CS2 |
| 结构 | |
| 晶体结构 | 六方晶系，hP6[2] |
| 空间群 | P63/mcm, No. 193[2] |
| 晶格常数 | a = 6.36 Å, c = 6.14 Å[2] |
| 晶格常数 | α = 90°, β = 90°, γ = 120° |
| 热力学 | |
| ΔfHm⦵298K | −714.21 kJ/mol[3] |
| S⦵298K | 145.79 J/mol·K[3] |
| 热容 | 96.21 J/mol·K[3] |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
制备
三氯化锆是由Otto Ruff和 Wallstein 首次合成的。他们用铝还原四氯化锆，得到不纯的三氯化锆。[4] 随后，他们用金属锆代替金属铝制备三氯化锆，使铝污染问题得到解决：[5]
- Zr + 3 ZrCl4 → 4 ZrCl3
当用铝来作为还原剂时，会得到一系列的四氯铝酸盐，像是 [Zr(AlCl4)2(AlCl4)2] 和 Zr(AlCl4)3。[6]
由于三卤化物，例如三氯化锆相对不易挥发，因此可以通过使用气态还原剂来避免污染。例如，三氯化锆可以通过用氢气还原四氯化锆来制备。[7]
- ZrCl4 + ½ H2 → ZrCl3 + HCl
结构
三卤化锆（ZrCl3、ZrBr3和ZrI3）有和HfI3类似的结构。它们也有一样的空间群 (P63/mcm)。[2] 三氯化锆的磁化率表明每个 Zr(III) 中心上的未配对电子的金属-金属相互作用。ZrCl3 的磁矩为 0.4 BM，表明金属轨道有相当大的重叠。[8]
参考资料
- ^ 1.0 1.1 1.2 Lide, David R. (编). CRC Handbook of Chemistry and Physics 90th. Boca Raton, Florida: CRC Press. 2009. ISBN 978-1-4200-9084-0 （英语）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Douglas, Bodie E.; Ho, Shih-Ming. Structure and Chemistry of Crystalline Solids. New York: Springer Science+Business Media, Inc. 2007: 101 [2021-07-13]. ISBN 978-0-387-26147-8. （原始内容存档于2021-07-13）.
- ^ 3.0 3.1 3.2 Zirconium chloride in Linstrom, Peter J.; Mallard, William G. (eds.); NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg (MD), http://webbook.nist.gov (retrieved 2014-06-23)
- ^ Ruff, Otto; Wallstein, Richard. Reduktion anorganischer Halogenide III.1) Die Reduktion des Zirkontetrachlorids. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1923, 128: 96–116. doi:10.1002/zaac.19231280110.
- ^ Hoffman, David M.; Lee, Samkeun. Synthesis of pyridine complexes of zirconium(III) chloride and the apparent oxidation to zirconium(IV) by a nitrile. Inorganic Chemistry. 1992, 31 (13): 2675. doi:10.1021/ic00039a002.
- ^ Larsen, E. M.; Moyer, James W.; Gil-Arnao, Francisco.; Camp, Michael J. Synthesis of crystalline zirconium trihalides by reduction of tetrahalides in molten aluminum halides. Nonreduction of hafnium. Inorganic Chemistry. 1974, 13 (3): 574. doi:10.1021/ic50133a015.
- ^ Newnham, I. E.; Watts, J. A. The Preparation of the Anhydrous Zirconium Trihalides. Journal of the American Chemical Society. 1960, 82 (9): 2113. doi:10.1021/ja01494a006.
- ^ Wells, A.F. Structural Inorganic Chemistry. Oxford Science Publications, 1975, 5th ed, 417-420.