Хлорид ниобия(V)

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

Хлорид ниобия(V) (пентахлорид ниобия) — это бинарное неорганическое химическое твердое кристаллическое вещество чаще всего желтого цвета. Является солью соляной кислоты и ниобия. Химическая формула NbCl₅.

Структура и свойства

Хлорид ниобия(V) гигроскопичен, легко гидролизуется.

В твердом состоянии пентахлорид ниобия является димером с «мостиковыми» атомами хлора (см. изображение), то есть реальная молекула имеет формулу Nb₂Cl₁₀. Каждый ниобий окружен шестью ионами хлора, но октаэдрическая координация существенно искажена (см. структурное изображение).

Длины экваториальных связей Nb—Cl равны 0,225 нм (терминальная) и 0,256 нм (мостиковая), соответственно. Длина внеплоскостной связи ниобий—хлор равна 0,2292 нм и она образует с экваториальной плоскостью молекулы угол в 83,7°. «Мостиковый» угол Nb—Cl—Nb равен 101,3°. Два атома хлора выступают в качестве «мостикового» лиганда. Расстояние между атомами Nb равно 0,3988 нм, что указывает на отсутствие взаимодействия между металлическими центрами.NbBr₅, TaCl₅ и TaBr₅ изоструктурны по отношению к пентахлориду ниобия, но NbI₅ и TaI₅ имеют разные структуры.

Получение

Ниобия пентахлорид получается прямым хлорированием металлического ниобия при температуре от 300 до 350 °C:

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖻\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖭𝖻𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟧}}$

Также получают нагреванием смеси Nb₂O₅ с углем в токе хлора:

$𝖭{𝖻}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖢\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖭𝖻𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖢𝖮$

Может быть получен путём хлорирования пентаоксида ниобия в присутствии углерода при 300 °C. Полученные вещества содержат небольшое количество трихлороксида ниобия (NbOCl₃).

Пентахлорид ниобия может быть очищен от примесей, оставшихся после реакций с помощью сублимации. Может быть получен хлорированием ниобия, ферросплавов ниобия, а также танталит-колумбитового сырья.

Использование

Активация алкенов в карбонил-еновой реакции

Соединение используется в органической химии как кислота Льюиса в активизации алкенов для карбонильных реакций и реакции Дильса-Альдера. Ниобия хлорид может генерировать n-ацилиминиевые соединения из определенных пирролидинов, которые являются субстратами для нуклеофилов, таких, например, как аллилтриметилсилан, индол, или силиловый эфир енола из бензофенона.

Пентахлорид ниобия используется в качестве исходного материала в химическом производстве для получения чистого ниобия.