Хлорид висмута
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Хлорид висмута | |
| Другие имена Висмут трихлорид, трихлорвисмут, трихлорвисмутин, хлорид висмута(III) | |
| Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) |
|
| ChemSpider |
|
| Информационная карта ECHA | 100.029.203 |
CID PubChem |
|
| Номер RTECS |
|
| УНИИ |
|
Панель инструментов CompTox ( EPA ) |
|
| |
| |
| Характеристики | |
| BiCl3 | |
| Молярная масса | 315,34 г/моль |
| Появление | гигроскопичные кристаллы от белого до желтого цвета |
| Плотность | 4,75 г/см 3 |
| Температура плавления | 227 °C (441 °F; 500 К) |
| Точка кипения | 447 °C (837 °F; 720 К) |
| Растворимый, гидролизуется | |
| Растворимость | растворим в метаноле , диэтиловом эфире , ацетоне |
| -26,5·10 −6 см 3 /моль | |
| Структура | |
| кубический | |
| Термохимия | |
Теплоемкость ( С ) | 0,333 Дж/(г К) |
Стандартная молярная энтропия ( S ⦵ 298 ) | 82,9 Дж/(К моль) |
Стандартная энтальпия образования (Δ f H ⦵ 298 ) | -1,202 кДж/г |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Смертельная доза или концентрация (ЛД, ЛК): | |
LD 50 ( средняя доза ) | 3324 мг/кг, перорально (крыса) |
| Паспорт безопасности (SDS) | Дж. Т. Бейкер |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | фторид висмута , субсалицилат висмута , триоксид висмута |
Другие катионы | хлорид железа(III) , хлорид марганца(II) , хлорид кобальта(II) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Хлорид висмута (или масло висмута ) — неорганическое соединение с химической формулой BiCl 3 . Это ковалентное соединение, являющееся общим источником иона Bi 3+ . В газовой фазе и в кристалле вещество принимает пирамидальную структуру в соответствии с теорией VSEPR .
Подготовка
Хлорид висмута можно синтезировать напрямую, пропуская хлор над висмутом .
- 2Bi + 3Cl2 → 2BiCl3
или путем растворения металлического висмута в царской водке , выпаривания смеси с получением BiCl 3 ·2H 2 O, который можно перегнать с образованием безводного трихлорида. [1]
Альтернативно его можно приготовить, добавив соляную кислоту к оксиду висмута и выпарив раствор.
- Bi2O3 + 6HCl → 2BiCl3 + 3H2O
Также соединение можно получить, растворив висмут в концентрированной азотной кислоте , а затем добавив в этот раствор твердый хлорид натрия . [2]
- Bi + 6 HNO 3 → Bi(NO 3 ) 3 + 3 H 2 O + 3 NO 2
- Bi(NO 3 ) 3 + 3 NaCl → BiCl 3 + 3 NaNO 3
Структура
В газовой фазе BiCl 3 имеет пирамидальную форму с углом Cl–Bi–Cl 97,5° и длиной связи 242 пм. [3] В твердом состоянии каждый атом Bi имеет трех ближайших соседей на расстоянии 250 пм, двух на расстоянии 324 пм и трех в среднем на расстоянии 336 пм, [4] изображение выше выделяет трех ближайших соседей. Эта структура похожа на структуру AsCl 3 , AsBr 3 , SbCl 3 и SbBr 3 .
Химия
Хлорид висмута легко гидролизуется до оксихлорида висмута , BiOCl: [5]
- Би3+
(водн.) + Cl−
(водн.) + Н
2O (л) ⇌ BiOCl (т) + 2 H+
(водн.)
Эту реакцию можно обратить, добавив кислоту, например, соляную кислоту . [6]
Было показано, что реакция твердого BiCl 3 с водяным паром при температуре ниже 50 °C приводит к образованию промежуточного моногидрата BiCl 3 ·H 2 O. [7]
Хлорид висмута является окислителем и легко восстанавливается до металлического висмута под действием восстановителей.
Хлорокомплексы
В отличие от обычного ожидания по согласованности с периодическими тенденциями, BiCl 3 является кислотой Льюиса , образующей множество хлорокомплексов, таких как [BiCl 6 ] 3− , что сильно нарушает правило октета . Более того, октаэдрическая структура этого координационного комплекса не соответствует предсказаниям теории VSEPR, поскольку неподеленная пара на висмуте неожиданно стереохимически неактивна. Однако дианионный комплекс [BiCl 5 ] 2− принимает ожидаемую квадратно-пирамидальную структуру. [8]
 |  |  |
| Cs3 [ BiCl6 ] | Cs3 [ BiCl6 ] | [BiCl 6 ] 3− |
Органический катализ
Хлорид висмута используется в качестве катализатора в органическом синтезе . В частности, он катализирует реакцию Михаэля и альдольную реакцию Мукаямы . Добавление других иодидов металлов увеличивает его каталитическую активность. [9]
Ссылки
- ^ Godfrey, SM; McAuliffe, CA; Mackie, AG; Pritchard, RG (1998). Nicholas C. Norman (ред.). Химия мышьяка, сурьмы и висмута . Springer. стр. 90. ISBN 0-7514-0389-X.
- ^ Прадьот Патнаик. Справочник по неорганическим химикатам . McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
- ^ Тёке, Орсоля и Магдолна Харгиттай. «Молекулярная структура трихлорида висмута по данным комбинированной электронной дифракции и колебательной спектроскопии». Structural Chemistry 6.2 (1995): 127–130.
- ^ Уэллс А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия , 5-е издание, стр. 879–884, Oxford Science Publications, ISBN 0-19-855370-6
- ^ Джоэл Генри Хильдебранд (2008). Основы химии . BiblioBazaar, LLC. стр. 191. ISBN 978-0-559-31877-1.
- ^ Фрэнк Уэлчер (2008). Химические растворы . ЧИТАЙТЕ КНИГИ. стр. 48. ISBN 978-1-4437-2907-9.
- ^ Восилус, Арон; Хоффманн, Стефан; Шмидт, Маркус; Рак, Михаэль (2010). «In-situ исследование твердо-газовой реакции BiCl 3 в BiOCl через промежуточный гидрат BiCl 3 ·H 2 O». Европейский журнал неорганической химии . 2010 (10): 1469–1471. doi :10.1002/ejic.201000032. ISSN 1434-1948.
- ^ Холлеман, А. Ф.; Виберг, Э. «Неорганическая химия» Academic Press: Сан-Диего, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .
- ^ Хитоми Сузуки; Ёсихиро Матано (2001). Висмуторганическая химия . Эльзевир. стр. 403–404. ISBN 0-444-20528-4.
