Ossicloruro di niobio

Ossicloruro di niobio
Nome IUPAC
	Ossicloruro di niobio(V)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	NbOCl3
Aspetto	cristalli bianchi
Numero CAS	13597-20-1
PubChem	139509
SMILES	O=[Nb](Cl)(Cl)Cl
Proprietà chimico-fisiche
Temperatura di fusione	sublima sopra i 200 °C
Indicazioni di sicurezza

L'ossicloruro di niobio è un composto inorganico del niobio con formula chimica NbOCl₃. È un solido bianco, cristallino, diamagnetico. Si trova spesso come impurità nei campioni di pentacloruro di niobio, un reagente comune nella chimica del niobio.

Struttura modifica

Allo stato solido la sfera di coordinazione per il niobio è un ottaedro distorto. I legami Nb–O e i legami Nb–Cl sono disuguali. Questa struttura può essere descritta come un nucleo planare Nb₂Cl₆ connesso da ponti O–Nb–O. In questo modo, il composto è meglio descritto come un polimero, costituito da una catena a doppio filamento^[1]^[2].

Nella fase gassosa sopra i 320 °C lo spettro Raman è coerente con un monomero piramidale contenente un doppio legame niobio-ossigeno^[3]

L'ossicloruro di niobio gassoso è una molecola tetraedrica.

Sintesi modifica

L'ossicloruro di niobio viene preparato trattando il pentacloruro di niobio con ossigeno a 150 °C:^[4]

{\ce {NbCl5\ +{\frac {1}{2}}O2->NbOCl3\ +\ Cl2}}

Questa reazione viene condotta a circa 200 °C. L'ossicloruro di niobio si forma anche come principale prodotto secondario nella reazione del pentossido di niobio con vari agenti cloruranti come il tetracloruro di carbonio e il cloruro di tionile:^[4]^[5]

{\ce {Nb2O5 \ + \ 3SOCl2 -> 2NbOCl3 \ + \ 3SO2}}

o ottenuto per idrolisi:

{\ce {NbCl5\ +\ H2O->NbOCl3\ +\ 2HCl}}

È possibile ottenerlo anche facendo reagire ossido di niobio(V) e cloruro di niobio(V):

{\ce {Nb2O5 \ + \ 3NbCl5 -> 5NbOCl3}}

Anche l'ossido di niobio(V) (Nb₂O₅) riscaldato in un flusso di cloro a 800–850 °C fornisce ossicloruro di niobio:

{\ce {2Nb2O5 \ + \ 6Cl2 -> 4NbOCl3 \ + \ 3O2}}

Proprietà modifica

L'ossicloruro di niobio si presenta sotto forma di aghi incolori. Sopra i 350 °C inizia la decomposizione in niobio (V) cloruro e niobio (V) ossido. Come il corrispondente tribromuro di ossido di niobio giallo e triioduro di ossido di niobio nero, è molto sensibile all'umidità. Inizialmente nella letteratura era considerato avere una struttura cristallina tetragonale con gruppo spaziale P4₂/mnm (gruppo spaziale n. 136), con passi reticolari a = 1087 pm e c = 396 pm^[4]; indagini più recenti hanno portato a un gruppo spaziale non centrosimmetrico P42₁m (gruppo spaziale n. 113) (omissione dei piani speculari perpendicolari ai doppi filamenti)^[6]. Oltre all'ossicloruro di niobio, è noto anche l'ossido di niobio dicloruro^[4].

Note modifica

^ (DE) Markus Ströbele e Hans-Jürgen Meyer, <488::AID-ZAAC488>3.0.CO;2-B Neubestimmung der Kristallstruktur von NbOCl₃, in Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, vol. 628, n. 2, 2002, pp. 488–491, DOI:10.1002/1521-3749(200202)628:2<488::AID-ZAAC488>3.0.CO;2-B.
^ (EN) Johannes Beck e Jairo Bordinhão, Polar [NbOCl₃]_2n and [NbOX−4]_n (X = Cl, Br) Chains in the Structures of NbOCl₃ and the Thallium-Halogenooxoniobates Tl[NbOCl₄] and Tl[NbOBr₄] — Synthesis, Crystal Structures and Optical Second Harmonic Generation, in Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, vol. 631, 6–7, 2005, pp. 1261–1266, DOI:10.1002/zaac.200500041.
^ (EN) Norman N. Greenwood, 5: Vibrational Spectra, in Spectroscopic Properties of Inorganic and Organometallic Compounds, Royal Society of Chemistry, 1970, p. 196, ISBN 978-08-51-86023-7.
^ ^a ^b ^c ^d (EN) G. Brauer, Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, vol. 2, 2ª ed., New York, Academic Press, 1963, p. 1307.
^ (EN) P. K. Jena, E. A. Brocchi e R. I. Garcia, Kinetics of chlorination of niobium pentoxide by carbon tetrachloride, in Metallurgical and Materials Transactions B, vol. 28, n. 1, 1997, pp. 39–45, DOI:10.1007/s11663-997-0125-0..
^ (DE) Christian Kusterer, Reaktionen, Strukturen und Eigenschaften von Oxidhalogeniden und Halooxometallen des Niobs und Wolframs (PDF), su hss.ulb.uni-bonn.de, 2006.

Voci correlate modifica

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[1] (DE) Markus Ströbele e Hans-Jürgen Meyer, <488::AID-ZAAC488>3.0.CO;2-B Neubestimmung der Kristallstruktur von NbOCl₃, in Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, vol. 628, n. 2, 2002, pp. 488–491, DOI:10.1002/1521-3749(200202)628:2<488::AID-ZAAC488>3.0.CO;2-B.

[2] (EN) Johannes Beck e Jairo Bordinhão, Polar [NbOCl₃]_2n and [NbOX−4]_n (X = Cl, Br) Chains in the Structures of NbOCl₃ and the Thallium-Halogenooxoniobates Tl[NbOCl₄] and Tl[NbOBr₄] — Synthesis, Crystal Structures and Optical Second Harmonic Generation, in Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, vol. 631, 6–7, 2005, pp. 1261–1266, DOI:10.1002/zaac.200500041.

[3] (EN) Norman N. Greenwood, 5: Vibrational Spectra, in Spectroscopic Properties of Inorganic and Organometallic Compounds, Royal Society of Chemistry, 1970, p. 196, ISBN 978-08-51-86023-7.

[Brauer-4] (EN) G. Brauer, Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, vol. 2, 2ª ed., New York, Academic Press, 1963, p. 1307.

[5] (EN) P. K. Jena, E. A. Brocchi e R. I. Garcia, Kinetics of chlorination of niobium pentoxide by carbon tetrachloride, in Metallurgical and Materials Transactions B, vol. 28, n. 1, 1997, pp. 39–45, DOI:10.1007/s11663-997-0125-0..

[6] (DE) Christian Kusterer, Reaktionen, Strukturen und Eigenschaften von Oxidhalogeniden und Halooxometallen des Niobs und Wolframs (PDF), su hss.ulb.uni-bonn.de, 2006.

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