Хлорид хрома(III)

Хлорид хрома(III)
	; Безводный
	; Гексагидрат
Имена
	Название ИЮПАК Хлорид хрома(III) ; Трихлорид хрома ;
	Другие имена Хлорид хрома
Идентификаторы
Номер CAS	10025-73-7 ; 10060-12-5 (гексагидрат) ;
3D model ( JSmol )	безводный: Интерактивное изображение ; общий гексагидрат: Интерактивное изображение ;
ЧЭБИ	ЧЕБИ:53351 ;
ЧЕМБЛ	ХЕМБЛ1200528 ;
ХимическийПаук	4954736 ;
Лекарственный Банк	ДБ09129 ;
Информационная карта ECHA	100.030.023
Справочник Гмелина	1890 130477 532690
ПабХим CID	6452300 ;
номер РТЭКС	ГБ5425000 ;
НЕКОТОРЫЙ	Z310X5O5RP ; KB1PCR9DMW (гексагидрат) ;
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID20858722 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	CrCl 3
Молярная масса	158,36 г/моль (безводный) ; 266,45 г/моль (гексагидрат)
Появление	Фиолетовый (безводный), темно-зеленый (гексагидрат)
Плотность	2,87 г/см 3 (безводный) ; 1,760 г/см 3 (гексагидрат)
Температура плавления	1152 ° C (2106 ° F; 1425 К) (безводный) ; 81 °С (гексагидрат)
Точка кипения	1300 ° C (2370 ° F; 1570 К) разлагается.
Растворимость в воде	малорастворимый (безводный) ; 585 г/л (гексагидрат)
Растворимость	нерастворим в этаноле ; нерастворим в эфире , ацетоне
Кислотность ( pKa )	2,4 (0,2М раствор)
Магнитная восприимчивость (χ)	+6890.0·10 −6 см 3 /моль
Структура
Кристаллическая структура	YCl 3 Структура
Координационная геометрия	Октаэдрический
Опасности
	СГС Маркировка :
Пиктограммы
Сигнальное слово	Опасность
Заявления об опасности	Х302 , Х314 , Х411
Меры предосторожности	P260 , P264 , P270 , P273 , P280 , P301+P312 , P301+P330+P331 , P303+P361+P353 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P310 , P321 , P330 , P363 , П391 , П405 , П501
NFPA 704 (огненный алмаз)	3 0 0
точка возгорания	Невоспламеняющийся
	Летальная доза или концентрация (LD, LC):
ЛД 50 ( средняя доза )	1870 мг/кг (перорально, крыса)
	NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
МЕХ (Допускается)	СВВ 1 мг/м 3
РЕЛ (рекомендуется)	СВВ 0,5 мг/м 3
IDLH (Непосредственная опасность)	250 мг/м 3
Паспорт безопасности (SDS)	ICSC 1316 (безводный) ; ICSC 1532 (гексагидрат)
Родственные соединения
Другие анионы	Фторид хрома(III) ; Бромид хрома(III) ; Йодид хрома(III) ;
Другие катионы	Хлорид молибдена(III) ; Хлорид вольфрама(III) ;
Родственные соединения	Хлорид хрома(II) ; Хлорид хрома(IV) ;
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). проверить ( что такое ?) Ссылки на инфобоксы

Хлорид хрома (III) (также называемый хлоридом хрома ) представляет собой неорганическое химическое соединение с химической формулой Кр Cl ₃ . Образует несколько гидратов с формулой CrCl ₃ · n H ₂ O , среди которых есть гидраты, где n может быть равно 5 (пентагидрат хлорида хрома(III) CrCl ₃ ·5H ₂ O ) или 6 (гексагидрат хлорида хрома(III) CrCl ₃ ·6H ₂ O ). Безводное соединение формулы CrCl ₃ представляет собой фиолетовые кристаллы , тогда как наиболее распространенной формой хлорида хрома (III) являются темно-зеленые кристаллы гексагидрата, CrCl ₃ ·6H ₂ O . Хлориды хрома находят применение в качестве катализаторов и предшественников красителей для шерсти.

Структура

Безводный хлорид хрома (III) принимает YCl _{3 ,}структура ^[6] с Кр ³⁺ занимая одну треть октаэдрических междоузлий в чередующихся слоях псевдокубической плотноупакованной решетки кл. ⁻ ионы. Отсутствие катионов в чередующихся слоях приводит к слабой связи между соседними слоями. По этой причине кристаллы CrCl ₃ легко расщепляется по плоскостям между слоями, что приводит к чешуйчатому ( слюдяному ) виду образцов хлорида хрома(III). ^[7]^[8] Безводный CrCl ₃ способен расслаиваться вплоть до предела монослоя. ^[6] При давлении до 9,9 ГПа происходит фазовый переход. ^[9]

Объемная модель кубической плотной упаковки хлорид-ионов в кристаллической структуре CrCl ₃
Шариковая модель части слоя
Укладка слоев

Гидраты хлорида хрома(III)

Гидратированные хлориды хрома (III) обладают несколько необычным свойством существования в ряде различных химических форм (изомеров), которые различаются количеством хлорид-анионов, координированных с Cr (III) и кристаллизационной водой . Различные формы существуют как в виде твердых веществ, так и в водных растворах . Известны несколько участников серии [CrCl _{3− q} (H ₂ O) _n ] ^{д +}. Обычный гексагидрат можно более точно описать как [CrCl ₂ (H ₂ O) ₄ Cl·2H ₂ O. ] катиона транс- Он состоит из [CrCl ₂ (H ₂ O) ₄ ] ⁺ и дополнительные молекулы воды и хлорид-анион в решетке. ^[10] Известны еще два гидрата бледно-зеленого цвета. [CrCl(H ₂ O) ₅ ]Cl ₂ ·H ₂ O и фиолетовый [Cr(H ₂ O) ₆ ]Cl ₃ . Подобная гидратная изомерия наблюдается и у других соединений хрома (III). ^{[ нужна ссылка ]}

Подготовка

Безводный хлорид хрома (III) можно получить прямым хлорированием металлического хрома или косвенным карботермическим хлорированием оксида хрома (III) при 650–800 ° C. ^[11]^[12]

Cr ₂ O ₃ + 3 C + 3 Cl ₂ → 2 CrCl ₃ + 3 CO

Гидратированные хлориды получают обработкой хромата соляной кислотой и водным раствором метанола.

Реакции

Медленная скорость реакции характерна для комплексов хрома (III). Низкая реакционная способность d ³ Кр ³⁺ Ион можно объяснить с помощью теории кристаллического поля . Один из способов открытия CrCl ₃ вплоть до замещения в растворе означает уменьшение даже следовых количеств до CrCl ₂ , например, с использованием цинка в соляной кислоте . Это соединение хрома (II) легко подвергается замещению и может обмениваться электронами с CrCl ₃ через хлоридный мостик, позволяя всем CrCl ₃ реагирует быстро. При наличии некоторого количества хрома (II) твердый CrCl ₃ быстро растворяется в воде. Аналогично реакции замещения лигандов растворов [CrCl ₂ (H ₂ O) ₄ ] ⁺ ускоряются катализаторами на основе хрома(II).

С расплавленными щелочных металлов, хлоридами такими как хлорид калия , CrCl ₃ дает соли типа М ₃ [CrCl ₆ ] и K ₃ [Cr ₂ Cl ₉ ] , который также является октаэдрическим, но в котором два хрома связаны тремя хлоридными мостиками.

Гексагидрат также можно дегидратировать тионилхлоридом : ^[13]

CrCl ₃ ·6H ₂ O + 6 SOCl ₂ → CrCl ₃ + 6 SO ₂ + 12 HCl

Комплексы с органическими лигандами

CrCl ₃ — это кислота Льюиса , классифицируемая как «жесткая» согласно теории «твердая-мягкая кислотно-основная» . Образует разнообразные аддукты типа [ _CrCl3L3 ₃] ^{д +}, где L — база Льюиса . Например, он реагирует с пиридином ( C ₅ H ₅ N ) с образованием пиридинового комплекса :

CrCl ₃ + 3 C ₅ H ₅ N → CrCl ₃ (C ₅ H ₅ N) ₃

Обработка триметилсилилхлоридом в ТГФ дает безводный комплекс ТГФ: ^[14]

CrCl ₃ ·6H ₂ O + 12 (CH ₃ ) ₃ SiCl → CrCl ₃ (THF) ₃ + 6 ((CH ₃ ) ₃ Si) ₂ O + 12 HCl

Прекурсор хроморганических комплексов

Хлорид хрома (III) используется в качестве предшественника многих хроморганических соединений , например бис(бензол)хрома , аналога ферроцена :

Фосфиновые комплексы, полученные из CrCl ₃ катализирует тримеризацию этилена до 1-гексена . ^[15]^[16]

Использование в органическом синтезе

Одна из ниш использования CrCl ₃ в органическом синтезе предназначен для in situ получения хлорида хрома(II) , реагента для восстановления алкилгалогенидов и для синтеза ( E )-алкенилгалогенидов. Реакцию обычно проводят с использованием молей двух CrCl ₃ на моль алюмогидрида лития , хотя, если подходят водные кислые условия, цинка и соляной кислоты может быть достаточно .

Хлорид хрома (III) также использовался в качестве кислоты Льюиса в органических реакциях, например, для катализа нитрозореакции Дильса-Альдера . ^[17]

Красители

Для шерсти в промышленных масштабах используется ряд хромсодержащих красителей. Типичными красителями являются триарилметаны, состоящие из производных ортогидроксибензойной кислоты. ^[18]

Меры предосторожности

Хотя трехвалентный хром гораздо менее ядовит, чем шестивалентный , соли хрома обычно считаются токсичными.

Ссылки

^ «Хром(III) хлорид сублимационный, 99 10025-73-7» .
^ «Гексагидрат хлорида хрома(III) Technipur™ | Sigma-Aldrich» . Проверено 16 августа 2022 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0141» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
^ «Соединения хрома (III) [как Cr (III)]» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
^ Паспорт безопасности материалов Cameo Chemicals
^ Перейти обратно: ^а ^б Казим, С; Али, М; Паллески, С; Д'Олимпио, Г; Мастрипполито, Д; Политано, А; Гуннелла, Р; Ди Чикко, А; Ренцелли, М; Мочча, Дж; Качиоппо, ОА; Альфонсетти, Р; Стрихальска-Новак, Дж; Климчук Т; Дж. Кава, Р. (06.07.2020). «Механическое расслоение и идентификация количества слоев монокристалла моноклинного CrCl ₃ » . Нанотехнологии . 31 (39): 395706. doi : 10.1088/1361-6528/ab7de6 . hdl : 11581/438597 . ISSN 0957-4484 .
^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 1020. ИСБН 978-0-08-037941-8 .
^ А.Ф. Уэллс, Структурная неорганическая химия , 5-е изд., Oxford University Press, Оксфорд, Великобритания, 1984.
^ Мэйлин Хун (2022). «Структурный фазовый переход и металлизация CrCl3 под давлением в различных гидростатических средах до 50,0 ГПа». Неорг. Хим . 61 (12): 4852–4864. doi : 10.1021/acs.inorgchem.1c03486 . ПМИД 35289613 . S2CID 247452267 .
^ Ян Г. Дэнс, Ханс К. Фриман «Кристаллическая структура дигидрата хлорида дихлортетраакохрома (III): первичная и вторичная гидратация ионов металлов», Неорганическая химия, 1965, том 4, 1555–1561. два : 10.1021/ic50033a006
^ Д. Николлс, Комплексы и переходные элементы первого ряда , Macmillan Press, Лондон, 1973.
^ Брауэр, Георг (1965) [1962]. неорганической химии Справочник по препаративной (на немецком языке). Том 2. Штутгарт; Нью-Йорк, Нью-Йорк: Фердинанд Энке Верлаг; Academic Press, Inc. с. 1340. ИСБН 978-0-32316129-9 . Проверено 10 января 2014 г.
^ Молитесь, AP (1990). «Безводные хлориды металлов». Неорганические синтезы . Неорганические синтезы. Том. 28. С. 321–2. дои : 10.1002/9780470132401.ch36 . ISBN 9780470132401 .
^ Буджук, Филип; Итак, Чон Хо (1992). «Сольватированные и несольватированные безводные хлориды металлов из гидратов хлоридов металлов». Неорганические синтезы . Неорганические синтезы. Том. 29. С. 108–111. дои : 10.1002/9780470132609.ch26 . ISBN 9780470132609 .
^ Джон Т. Диксон, Майк Дж. Грин, Фиона М. Хесс, Дэвид Х. Морган «Достижения в области селективной тримеризации этилена - критический обзор» Журнал металлоорганической химии, 2004, том 689, стр. 3641-3668. doi : 10.1016/j.jorganchem.2004.06.008
^ Фэн Чжэн, Акелла Сиварамакришна, Джон Р. Мосс «Термические исследования металлоциклоалканов» Обзоры координационной химии 2007, том 251, 2056-2071. дои : 10.1016/j.ccr.2007.04.008
^ Кальве, Г.; Дюссуа, М.; Бланшар, Н.; Кукловский, К. (2004). «Гетероциклоприсоединение Дильса-Альдера, промотируемое кислотой Льюиса, α-ацетоксинитрозодиенофилов». Органические письма . 6 (14): 2449–2451. дои : 10.1021/ol0491336 . ПМИД 15228301 .
^ Томас Гесснер и Удо Майер «Триарилметановые и диарилметановые красители» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2002, Wiley-VCH , Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a27_179

Дальнейшее чтение

Справочник по химии и физике , 71-е издание, CRC Press, Анн-Арбор, Мичиган, 1990.
Индекс Merck , 7-е издание, Merck & Co, Рэуэй, Нью-Джерси, США, 1960 г.
Дж. Марч, Передовая органическая химия , 4-е изд., с. 723, Уайли, Нью-Йорк, 1992 год.
К. Такай, в «Справочнике реагентов для органического синтеза», том 1: Реагенты, вспомогательные вещества и катализаторы для образования CC-связей , (RM Coates, SE, Дания, ред.), стр. 206–211, Wiley, Нью-Йорк, 1999.

Внешние ссылки

[1] «Хром(III) хлорид сублимационный, 99 10025-73-7» .

[2] «Гексагидрат хлорида хрома(III) Technipur™ | Sigma-Aldrich» . Проверено 16 августа 2022 г.

[PGCH-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0141» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).

[4] «Соединения хрома (III) [как Cr (III)]» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).

[5] Паспорт безопасности материалов Cameo Chemicals

[:0-6] Перейти обратно: ^а ^б Казим, С; Али, М; Паллески, С; Д'Олимпио, Г; Мастрипполито, Д; Политано, А; Гуннелла, Р; Ди Чикко, А; Ренцелли, М; Мочча, Дж; Качиоппо, ОА; Альфонсетти, Р; Стрихальска-Новак, Дж; Климчук Т; Дж. Кава, Р. (06.07.2020). «Механическое расслоение и идентификация количества слоев монокристалла моноклинного CrCl ₃ » . Нанотехнологии . 31 (39): 395706. doi : 10.1088/1361-6528/ab7de6 . hdl : 11581/438597 . ISSN 0957-4484 .

[7] Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 1020. ИСБН 978-0-08-037941-8 .

[8] А.Ф. Уэллс, Структурная неорганическая химия , 5-е изд., Oxford University Press, Оксфорд, Великобритания, 1984.

[pres-9] Мэйлин Хун (2022). «Структурный фазовый переход и металлизация CrCl3 под давлением в различных гидростатических средах до 50,0 ГПа». Неорг. Хим . 61 (12): 4852–4864. doi : 10.1021/acs.inorgchem.1c03486 . ПМИД 35289613 . S2CID 247452267 .

[10] Ян Г. Дэнс, Ханс К. Фриман «Кристаллическая структура дигидрата хлорида дихлортетраакохрома (III): первичная и вторичная гидратация ионов металлов», Неорганическая химия, 1965, том 4, 1555–1561. два : 10.1021/ic50033a006

[11] Д. Николлс, Комплексы и переходные элементы первого ряда , Macmillan Press, Лондон, 1973.

[German-12] Брауэр, Георг (1965) [1962]. неорганической химии Справочник по препаративной (на немецком языке). Том 2. Штутгарт; Нью-Йорк, Нью-Йорк: Фердинанд Энке Верлаг; Academic Press, Inc. с. 1340. ИСБН 978-0-32316129-9 . Проверено 10 января 2014 г.

[13] Молитесь, AP (1990). «Безводные хлориды металлов». Неорганические синтезы . Неорганические синтезы. Том. 28. С. 321–2. дои : 10.1002/9780470132401.ch36 . ISBN 9780470132401 .

[14] Буджук, Филип; Итак, Чон Хо (1992). «Сольватированные и несольватированные безводные хлориды металлов из гидратов хлоридов металлов». Неорганические синтезы . Неорганические синтезы. Том. 29. С. 108–111. дои : 10.1002/9780470132609.ch26 . ISBN 9780470132609 .

[15] Джон Т. Диксон, Майк Дж. Грин, Фиона М. Хесс, Дэвид Х. Морган «Достижения в области селективной тримеризации этилена - критический обзор» Журнал металлоорганической химии, 2004, том 689, стр. 3641-3668. doi : 10.1016/j.jorganchem.2004.06.008

[16] Фэн Чжэн, Акелла Сиварамакришна, Джон Р. Мосс «Термические исследования металлоциклоалканов» Обзоры координационной химии 2007, том 251, 2056-2071. дои : 10.1016/j.ccr.2007.04.008

[17] Кальве, Г.; Дюссуа, М.; Бланшар, Н.; Кукловский, К. (2004). «Гетероциклоприсоединение Дильса-Альдера, промотируемое кислотой Льюиса, α-ацетоксинитрозодиенофилов». Органические письма . 6 (14): 2449–2451. дои : 10.1021/ol0491336 . ПМИД 15228301 .

[18] Томас Гесснер и Удо Майер «Триарилметановые и диарилметановые красители» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2002, Wiley-VCH , Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a27_179

[1]

[2]

[5]

[4]

[3]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]