Хлорид циркония(IV): свойства, применение и структура.
Zirconium(IV) chloride
Хлорид циркония(IV) (ZrCl4): свойства, применение в качестве прекурсора для других соединений циркония. Полимерная структура, высокая температура плавления.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Цирконий(IV) хлорид, также известный как тетрахлорид циркония (ZrCl4), — это неорганическое соединение, часто используемое в качестве прекурсора для других соединений циркония. Это белое твердое вещество с высокой температурой плавления быстро гидролизуется во влажном воздухе.
Zirconium(IV) chloride, also known as zirconium tetrachloride, (|auto=1|ZrCl4) is an inorganic compound frequently used as a precursor to other compounds of zirconium. This white high melting solid hydrolyzes rapidly in humid air.
Структура
В отличие от молекулярного TiCl4, твердый ZrCl4 имеет полимерную структуру, в которой каждый атом циркония координирован октаэдрически. Эта разница в структуре обуславливает различие в их свойствах: TiCl4 дистиллируется, а ZrCl4 является твердым веществом. В твердом состоянии ZrCl4 образует ленточную линейную полимерную структуру, аналогичную структуре HfCl4. Этот полимер легко разрушается при взаимодействии с основаниями Льюиса, которые разрывают связи Zr–Cl–Zr.
Unlike molecular TiCl4, solid ZrCl4 adopts a polymeric structure wherein each Zr is octahedrally coordinated. This difference in structures is responsible for the disparity in their properties: is distillable, but is a solid. In the solid state, ZrCl4 adopts a tape like linear polymeric structure—the same structure adopted by HfCl4. This polymer degrades readily upon treatment with Lewis bases, which cleave the Zr Cl Zr linkages.
Предшественник металла Zr
ZrCl4 является промежуточным продуктом в процессе получения металлического циркония из циркониевых минералов методом Кролла. В природе циркониевые минералы всегда существуют в виде оксидов (что также отражается в склонности всех хлоридов циркония к гидролизу). Для перевода этих тугоплавких оксидов в металл, они сначала преобразуются в тетрахлорид, который можно перегонять при высоких температурах. Очищенный ZrCl4 может быть восстановлен цирконием для получения хлорида циркония(III).
ZrCl4 is an intermediate in the conversion of zirconium minerals to metallic zirconium by the Kroll process. In nature, zirconium minerals invariably exist as oxides (reflected also by the tendency of all zirconium chlorides to hydrolyze). For their conversion to bulk metal, these refractory oxides are first converted to the tetrachloride, which can be distilled at high temperatures. The purified ZrCl4 can be reduced with Zr metal to produce zirconium(III) chloride.
Другие применения
ZrCl4 является наиболее распространенным прекурсором для химического осаждения из паровой фазы диоксида циркония и диборида циркония. В органическом синтезе тетрахлорид циркония используется как слабый кислотный катализатор Льюиса для реакции Фриделя-Крафтса, реакции Дильса-Альдера и внутримолекулярных реакций циклизации. Он также применяется для придания водоотталкивающих свойств текстилю и другим волокнистым материалам.
ZrCl4 is the most common precursor for chemical vapor deposition of zirconium dioxide and zirconium diboride. In organic synthesis zirconium tetrachloride is used as a weak Lewis acid for the Friedel Crafts reaction, the Diels Alder reaction and intramolecular cyclisation reactions. It is also used to make water repellent treatment of textiles and other fibrous materials.