Cloruro di tantalio(V)
Il cloruro di tantalio(V) o pentacloruro di tantalio è un composto inorganico del cloro e del tantalio con formula TaCl5. In condizioni normali è un solido cristallino bianco, che si idrolizza rapidamente a contatto con l'acqua rilasciando acido cloridrico. In questo composto il tantalio è nello stato di ossidazione +5. Viene usato come precursore per la sintesi di altri composti del tantalio.
| Cloruro di tantalio(V) | |
|---|---|
 | |
| Nomi alternativi | |
| pentacloruro di tantalio | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | TaCl5 |
| Massa molecolare (u) | 358,21 |
| Aspetto | solido cristallino bianco |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 231-755-6 |
| PubChem | 24394 |
| SMILES | Cl[Ta](Cl)(Cl)(Cl)Cl |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 3,68 |
| Solubilità in acqua | idrolizza |
| Temperatura di fusione | 216 °C (489 K) |
| Temperatura di ebollizione | 242 °C (515 K) |
| Proprietà termochimiche | |
| ΔfH0 (kJ·mol−1) | −858,98 |
| S0m(J·K−1mol−1) | 221,75 |
| Proprietà tossicologiche | |
| DL50 (mg/kg) | 1900 orale, ratto |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Simboli di rischio chimico | |
 
| |
| Frasi H | 302 - 314 |
| Consigli P | 303+361+353 - 305+351+338 - 301+330+331 - 405 - 501 |
Struttura modifica
Il cloruro di tantalio(V) cristallizza nel sistema monoclino con gruppo spaziale C2/m (gruppo n°12) e simbolo di Pearson mS72.[1] Allo stato solido sono presenti dimeri Ta2Cl10; i dieci atomi di cloro sono ai vertici di due ottaedri con un lato in comune. Al centro dei due ottaedri ci sono i due atomi di tantalio, legati da due atomi di cloro a ponte. La struttura dimera viene mantenuta in solventi non complessanti, e in larga misura anche allo stato fuso. Allo stato vapore sono invece presenti monomeri TaCl5, con struttura di bipiramide trigonale simile a quella del pentacloruro di fosforo (PCl5).[2]
Sintesi modifica
Il cloruro di tantalio(V) viene in genere preparato per sintesi diretta trattando il metallo riscaldato con cloro:[3]
Alternativamente si può trattare l'ossido di tantalio(V) (Ta2=5) con cloruro di tionile (SOCl2):
o con tetraclorometano:[4]
Il cloruro di tantalio(V) si purifica per sublimazione.
Reattività modifica
Il cloruro di tantalio(V) è elettrofilo e può catalizzare reazioni di Friedel-Crafts, in modo simile al cloruro d'alluminio (AlCl3). Come acido di Lewis può formare addotti con molte basi di Lewis.[5] Ad esempio, il cloruro di tantalio(V) forma complessi stabili con gli eteri:
- con
Reagisce anche con il pentacloruro di fosforo e l'ossicloruro di fosforo; il primo reagisce come donatore di cloruro e il secondo forma l'addotto legandosi con l'ossigeno:
![{\displaystyle {\ce {TaCl5\ +\ PCl5->\ [PCl4^{+}][TaCl6^{-}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/35d7fc764618ef6e65908857ad0b0a4ee212942e)
![{\displaystyle {\ce {TaCl5\ +\ OPCl3->\ [TaCl5(OPCl3)]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/84222128305686eccbde37f36a43d2d48604d8a9)
Con ammine terziarie forma addotti cristallini:
![{\displaystyle {\ce {TaCl5 \ + \ 2 R3N -> [TaCl5(NMe3)]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/52dbcce25dbdbf3840b01b1966f3d3d7a37a006d)
Forma addotti anche con anioni:
Si può avere anche sostituzione del cloro coordinato al tantalio. Con alcoli, fenoli e acidi carbossilici si ha eliminazione di acido cloridrico:
In presenza di ammoniaca come accettore di acido cloridrico si sostituiscono tutti e cinque i leganti cloro e si forma Ta(OEt)5. In modo analogo, il cloruro di tantalio(V) reagisce con metossido di litio in metanolo anidro per formare metossiderivati:
In presenza di ammine aromatiche si ha spesso riduzione del metallo a Ta(IV). Ad esempio con bpy si forma Ta(bpy)Cl4.
Indicazioni di sicurezza modifica
Il cloruro di tantalio(V) è disponibile in commercio. Il composto è nocivo se ingerito. Per contatto provoca gravi ustioni cutanee e gravi lesioni agli occhi. Non ci sono dati che indichino proprietà cancerogene. Viene considerato poco pericoloso per le acque e l'ambiente.[6]
Note modifica
- ^ Rabe e Müller 2000
- ^ Fairbrother 1967
- ^ Greenwood e Earnshaw (1997), p. 989.
- ^ Brauer 1965, p. 1306.
- ^ Hubert-Pfalzgraf 2006
- ^ Alfa-Aesar, Scheda di dati di sicurezza del cloruro di tantalio(V) (PDF) [collegamento interrotto], su alfa.com. URL consultato il 21 marzo 2012.
Bibliografia modifica
- (EN) G. Brauer (a cura di), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, vol. 2, New York, Academic Press, 1965.
- (EN) F.Fairbrother, The Chemistry of Niobium and Tantalum, Elsevier, 1967.
- (EN) N.N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
- (EN) L.G. Hubert-Pfalzgraf, Niobium & Tantalum: Inorganic & Coordination Chemistry, in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2ª ed., John Wiley & Sons, 2006, DOI:10.1002/0470862106.ia153, ISBN 978-0-470-86210-0.
- (EN) S. Rabe e U. Müller, Crystal structure of tantalum pentachloride, (TaCl5)2, in Z. Kristallogr. – New Cryst. Struct., vol. 215, n. 1, 2000, pp. 1-2, DOI:10.1515/ncrs-2000-0102. URL consultato il 16 gennaio 2022.
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