Tantal(V) fluoride

Tantan(V) fluoride
Cấu trúc của tantan(V) fluoride
Tên khác	Tantan pentafluoride
Nhận dạng
Số CAS	7783-71-3
PubChem	82218
Số EINECS	232-022-3
Số RTECS	WW5775000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ F[Ta](F)(F)(F)F
InChI	đầy đủ 1S/5FH.Ta/h5*1H;/q;;;;;+5/p-5
UNII	QAG1W735WO
Thuộc tính
Công thức phân tử	TaF5
Khối lượng mol	275,939 g/mol
Bề ngoài	bột trắng
Khối lượng riêng	4,74 g/cm³, rắn
Điểm nóng chảy	96,8 °C (369,9 K; 206,2 °F)
Điểm sôi	229,5 °C (502,6 K; 445,1 °F)
Độ hòa tan trong nước	thủy phân
MagSus	+795·10^−6 cm³/mol
Cấu trúc
Mômen lưỡng cực	0 D
Các nguy hiểm
Phân loại của EU	không được liệt kê
Nguy hiểm chính	chế phẩm từ HF
Chỉ dẫn R	34
Chỉ dẫn S	26-27-28-36/37/39-45
Điểm bắt lửa	không bắt lửa
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Vanadi(V) fluoride Niobi(V) fluoride
Cation khác	Tantan(V) chloride Tantan(V) bromide Tantan(V) iodide
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Y kiểm chứng (cái gì ^YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Tantan(V) fluoride là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học TaF₅. Nó là một trong những hợp chất chính của tantan. Nó mang tính chất đặc trưng của một số pentafluoride, dễ bay hơi nhưng tồn tại dưới dạng oligomer ở trạng thái rắn.

Chuẩn bị và cấu trúc

Nó được điều chế bằng cách xử lý kim loại tantan với khí fluor.^[1] NbF₅ được điều chế tương tự.

TaF₅ rắn và nóng chảy đều là tetramer, bao gồm bốn tâm TaF₆ được liên kết thông qua các tâm fluoride bắc cầu. Khí TaF₅ có cấu trúc hình chóp tam giác với nhóm đối xứng D_3h.^[2]

Phản ứng và dẫn xuất

Xu hướng của TaF₅ là tạo thành các chất ở trạng thái rắn cho thấy tính acid Lewis của monome. Thật vậy, TaF₅ phản ứng với các hợp chất chứa ion fluoride để tạo ra các ion TaF₆⁻, TaF₇²⁻ và TaF₈³⁻. Với các base Lewis trung tính, chẳng hạn như đietyl ete, TaF₅ tạo thành các phức chất.

TaF₅ được sử dụng kết hợp với HF làm chất xúc tác cho quá trình alkyl hóa ankan, anken và proton hóa các hợp chất thơm. Hệ TaF₅–HF ổn định trong môi trường khử, không giống như hệ SbF₅–HF. Khi có ion fluoride, tantan(V) fluoride tạo thành anion TaF₈³⁻, TaF₇²⁻ hoặc TaF₆⁻, tùy thuộc vào bản chất của phản ứng và nồng độ của HF. Nồng độ cao của HF có lợi cho hexafluoride do sự hình thành HF₂⁻:

TaF₇²⁻ + HF ⇌ TaF₆⁻ + HF₂⁻

Các muối M₃TaF₈ đã được kết tinh. Đối với K⁺=M⁺, các tinh thể bao gồm anion TaF₇²⁻ cùng với một fluoride không phối hợp đến Ta(V).^[3] Đối với M⁺=M⁺, các tinh thể có TaF₈³⁻.^[4]

Mặt cắt của cấu trúc Na₃TaF₈ (Na = tím, Ta = xanh lam, F = xanh lục).

Liên quan đến việc tách Ta và Nb

Trong quy trình Marignac, Nb và Ta được tách ra bằng cách kết tinh phân đoạn K₂TaF₇ từ dung dịch acid fluorhydric. Trong những điều kiện này, niobi tạo thành K₂NbOF₅, dễ hòa tan hơn K₂TaF₇. Khử K₂TaF₇ bằng natri sẽ cho Ta kim loại.^[5]

Hợp chất khác

TaF₅ còn tạo một số hợp chất với NH₃, như TaF₅·3NH₃ là tinh thể không màu.^[6]

Tham khảo

1. Priest, H. F. (1950). “Anhydrous Metal Fluorides. Inorganic Syntheses”. 3: 171-183. doi:10.1002/9780470132340.ch47.
2. Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
3. Ľubomír Smrčok, Radovan Černý, Miroslav Boča, Iveta Macková, Blanka Kubíková (2010). “K₃TaF₈ from Laboratory X-ray powder data”. Acta Crystallographica C. 66 (2): pi16–pi18. doi:10.1107/S0108270109055140. PMID 20124670.
4. Langer, V.; Smrčok, L.; Boča, M. (2010). “Redetermination of Na₃TaF₈”. Acta Crystallographica C. 66 (9): pi85–pi86. doi:10.1107/S0108270110030556. PMID 20814090.
5. Klaus Andersson, Karlheinz Reichert, Rüdiger Wolf "Tantalum and Tantalum Compounds" in Ullmann's Encychlorpedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH. Weinheim. doi:10.1002/14356007.a26_071
6. Sebastian A. Baer, Matic Lozinšek, Fluorian Kraus – Synthesis and Crystal Structure of Triammine Pentafluorido Tantalum(V) [TaF₅(NH₃)₃]. ZAAC 639 (14): 2586–2588 (ngày 30 tháng 8 năm 2013). doi:10.1002/zaac.201300342.