Хлорид титана(III)
| |||
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Другие имена
трихлорид титана
хлорид титана | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol )
|
|||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.028.845 | ||
| Номер ЕС |
| ||
ПабХим CID
|
|||
| номер РТЭКС |
| ||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|||
| Характеристики | |||
| TiClTiCl3 | |||
| Молярная масса | 154.225 g/mol | ||
| Появление | красно-фиолетовые кристаллы гигроскопичен | ||
| Плотность | 2,64 г/см 3 [ 1 ] | ||
| Температура плавления | 440 ° C (824 ° F, 713 К) (разлагается) [ 1 ] | ||
| очень растворим | |||
| Растворимость | растворим в ацетоне , ацетонитриле , некоторых аминах ; нерастворим в эфире и углеводородах | ||
| +1 110 .0 × 10 −6 см 3 /моль | |||
Показатель преломления ( n D )
|
1.4856 | ||
| Опасности | |||
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |||
Основные опасности
|
Коррозионный | ||
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности материала | ||
| Родственные соединения | |||
Другие анионы
|
Фторид титана(III) Бромид титана(III) Йодид титана(III) | ||
Другие катионы
|
Хлорид скандия(III) Хлорид хрома(III) Хлорид ванадия(III) | ||
Родственные соединения
|
Хлорид титана(IV) Хлорид титана(II) | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |||
Хлорид титана(III) – неорганическое соединение формулы TiCl 3 . Эту формулу имеют как минимум четыре различных вида; дополнительно гидратированные известны производные. TiCl 3 — один из наиболее распространенных галогенидов титана и важный катализатор при производстве полиолефинов .
Структура и связь
[ редактировать ]В TiCl 3 каждый атом титана имеет один d- электрон, что делает его производные парамагнитными , то есть вещество притягивается к магнитному полю. Растворы хлорида титана(III) имеют фиолетовый цвет, что обусловлено возбуждением его d -электрона . Цвет не очень интенсивный, поскольку переход запрещен правилом отбора Лапорта .
четыре твердые формы или полиморфы TiCl 3 Известны . Все они содержат титан в октаэдрической координационной сфере. Эти формы можно отличить с помощью кристаллографии , а также по их магнитным свойствам, которые исследуют обменные взаимодействия . β-TiCl 3 кристаллизуется в виде коричневых иголок. Его структура состоит из цепочек октаэдров TiCl 6 , имеющих общие противоположные грани, так что ближайший контакт Ti–Ti составляет 2,91 Å. Такое короткое расстояние указывает на сильные взаимодействия металл-металл (см. рисунок вверху справа). Три фиолетовые «слоистые» формы, названные в честь их цвета и склонности к шелушению, называются альфа (α), гамма (γ) и дельта (δ). В α-TiCl 3 хлорид- анионы имеют гексагональную плотную упаковку . В γ-TiCl 3 хлорид-анионы имеют кубическую плотную упаковку . Наконец, нарушение последовательности сдвигов приводит к появлению промежуточной формы между альфа- и гамма-структурами, называемой δ-формой. В каждой форме TiCl 6 имеет общие края, при этом 3,60 Å является кратчайшим расстоянием между катионами титана. Такое большое расстояние между титаном катионы препятствуют прямой связи металл-металл. Напротив, тригалогениды более тяжелых металлов, гафния и циркония, образуют связь металл-металл. Прямая связь Zr-Zr отмечена в хлориде циркония (III) . Разница между материалами Zr(III) и Ti(III) частично объясняется относительными радиусами этих металлических центров. [ 2 ]
Известны два гидрата хлорида титана(III) – комплексы, содержащие аква-лиганды . К ним относятся пары гидратных изомеров [Ti(H 2 O) 6 ]Cl 3 и [Ti(H 2 O) 4 Cl 2 ]Cl(H 2 O) 2 . Первый имеет фиолетовый цвет, а второй, содержащий две молекулы кристаллизационной воды, зеленый. [ 3 ]
Синтез и реакционная способность
[ редактировать ]TiCl 3 обычно получают восстановлением хлорида титана(IV) . В более старых методах восстановления использовался водород : [ 4 ]
- 2 TiCl 4 + H 2 → 2 HCl + 2 TiCl 3
Его также можно получить реакцией металлического титана и соляной кислоты .
Его удобно восстанавливать алюминием и продавать в виде смеси с трихлоридом алюминия TiCl 3 ·AlCl 3 . Эту смесь можно разделить и получить TiCl 3 ( ТГФ ) 3 . [ 5 ] Комплекс имеет меридиональное строение. [ 6 ] Этот голубой комплекс TiCl 3 (ТГФ) 3 образуется при TiCl 3 обработке тетрагидрофураном (ТГФ). [ 7 ]
- TiCl 3 + 3 C 4 H 8 O → TiCl 3 (OC 4 H 8 ) 3
Аналогичный темно-зеленый комплекс образуется при комплексообразовании с диметиламином . В реакции, в которой происходит обмен всех лигандов, TiCl 3 является предшественником синего комплекса Ti(acac) 3 . [ 8 ]
Более восстановленный хлорид титана(II) получают термическим диспропорционированием TiCl 3 при 500 °С. Реакция обусловлена потерей летучего TiCl 4 : [ 9 ]
- 2 TiCl 3 → TiCl 2 + TiCl 4
Тройные галогениды, такие как A 3 TiCl 6 , имеют структуру, зависящую от катиона (A + ) добавлен. [ 10 ] Хлорид цезия при обработке хлоридом титана(II) и гексахлорбензолом дает кристаллический CsTi 2 Cl 7 . В этих структурах Ti 3+ демонстрирует октаэдрическую координационную геометрию. [ 11 ]
Приложения
[ редактировать ]TiCl 3 — основной катализатор Циглера-Натта , ответственный за большую часть промышленного производства полиэтилена . Каталитическая активность сильно зависит от полиморфной модификации TiCl 3 (α, β, γ или δ) и способа получения. [ 12 ]
Лабораторное использование
[ редактировать ]TiCl 3 также является специализированным реагентом в органическом синтезе, полезным для реакций восстановительного сочетания, часто в присутствии добавленных восстановителей, таких как цинк. Восстанавливает оксимы до иминов . [ 13 ] Трихлорид титана может восстанавливать нитрат до иона аммония, что позволяет проводить последовательный анализ нитрата и аммиака. [ 14 ] Медленное разрушение происходит в трихлориде титана, подвергающемся воздействию воздуха, что часто приводит к нестабильным результатам, например, в реакциях восстановительного сочетания . [ 15 ]
Безопасность
[ редактировать ]TiCl 3 и большинство его комплексов обычно обрабатываются в безвоздушных условиях , чтобы предотвратить реакции с кислородом и влагой. Образцы TiCl 3 могут быть относительно устойчивы на воздухе или пирофорны . [ 16 ] [ 17 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Иглсон, Мэри (1994). Краткая энциклопедия по химии . Берлин: Вальтер де Грюйтер. ISBN 0-89925-457-8 . ОСЛК 29029713 .
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 965. ИСБН 978-0-08-037941-8 .
- ^ Шерфи, Дж. М. (2007). «Хлорид титана (III) и бромид титана (III)». Неорганические синтезы . Том. 6. С. 57–61. дои : 10.1002/9780470132371.ch17 . ISBN 978-0-470-13237-1 .
- ^ Джонс, Северная Каролина; Лиддл, Северная Каролина; Уилсон, К.; Арнольд, Польша (2007). «Титан(III)алкокси -N -гетероциклические карбены и безопасный и недорогой путь к TiCl 3 (THF) 3 ». Металлоорганические соединения . 26 (3): 755–757. дои : 10.1021/om060486d .
- ^ Хандлович, М.; Миклос, Д.; Зикмунд, М. (1981). «Структура трихлортрис(тетрагидрофурана)титана(III)». Акта Кристаллографика Б. 37 (4): 811–814. Бибкод : 1981AcCrB..37..811H . дои : 10.1107/S056774088100438X .
- ^ Манзер, Л.Е. (1982). «31. Тетрагтдрфурановые комплексы некоторых ранних переходных металлов». Неорганические синтезы . Неорганические синтезы . Том. 21. с. 137. дои : 10.1002/9780470132524.ch31 . ISBN 978-0-471-86520-9 .
- ^ Арслан, Эврим; Лалансетт, Роджер А.; Бернал, Иван (2017). «Историческое и научное исследование свойств трис-ацетилацетонатов металлов (III)». Структурная химия . 28 : 201–212. дои : 10.1007/s11224-016-0864-0 . S2CID 99668641 .
- ^ Холлеман, А.Ф.; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего, Калифорния: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5 . [ нужна страница ]
- ^ Хинц, Д.; Глогер, Т.; Мейер, Г. (2000). «Тройные галогениды типа А 3 MX 6 . Часть 9. Кристаллические структуры Na 3 TiCl 6 и K 3 TiCl 6 ». Журнал неорганической и общей химии . 626 (4): 822–824. doi : 10.1002/(SICI)1521-3749(200004)626:4<822::AID-ZAAC822>3.0.CO;2-6 .
- ^ Йонген, Л.; Мейер, Г. (2004). «Гептаиодититанат(III) цезия, CsTi 2 I 7 ». Журнал неорганической и общей химии . 630 (2): 211–212. дои : 10.1002/zaac.200300315 .
- ^ Уайтли, Кеннет С.; Хеггс, Т. Джеффри; Кох, Хартмут; Мавер, Ральф Л.; Иммель, Вольфганг (2005). «Полиолефины». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a21_487 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Гундерсен, Лиз-Лотте; Вставай, Фроде; Ундхейм, Кьель; Мендес Андино, Хосе (2007). «Хлорид титана (III)». Энциклопедия реагентов для органического синтеза . дои : 10.1002/047084289X.rt120.pub2 . ISBN 978-0-471-93623-7 .
- ^ Рич, Д.В.; Григг, Б.; Снайдер, GH (2006). «Определение ионов аммония и нитрата с использованием газочувствительного аммиачного электрода». Общество почвоведения и растениеводства Флориды . 65 .
- ^ Флеминг, Майкл П.; Макмерри, Джон Э. (1981). «Восстановительная реакция карбонилов с алкенами: адамантилиденеадамантан». Органические синтезы . 60 : 113. дои : 10.15227/orgsyn.060.0113 .
- ^ Ингрэм, TR; Даунс, КВ; Мариер, П. (1957). «Производство трихлорида титана путем индуцированного дугой водородного восстановления тетрахлорида титана». Канадский химический журнал . 35 (8): 850–872. дои : 10.1139/v57-118 . ISSN 0008-4042 .
- ^ Поханиш, Ричард П.; Грин, Стэнли А. (2009). Руководство Wiley по химической несовместимости (3-е изд.). Джон Уайли и сыновья. п. 1010. ИСБН 978-0-470-52330-8 .