四氯化铪

✍ dations ◷ 2025-06-29 02:15:33 #氯化物,铪化合物,金属卤化物

四氯化铪,无机化合物,化学式HfCl4。这种无色固体是大多数有机铪化合物的前体。它可用于多种特定用途,主要集中于材料科学中,或作为催化剂。

可以用几种相近的方法来制备HfCl4

铪和锆通常共生于矿物中,如锆石、曲晶石和斜锆石。二氧化铪(HfO2)的含量在锆石中为0.05%至2.0%,曲晶石为5.5%至17%,斜锆石为1.0%至1.8%。铪和锆的化合物会从矿石中一并提取,并转化为四氯化物的混合物。

HfCl4和ZrCl4难以分离,因为铪和锆的化合物具有非常相似的化学和物理性质。它们的原子半径相近:铪为156.4 pm,而锆为160 pm。两种金属的反应相似,并会形成相似的配合物。

许多方法可从ZrCl4中提炼出HfCl4,包括分馏、分级沉淀、分级结晶和离子交换法。固体氯化铪的蒸气压(从476至681 K)的对数(以10为底数)由下式给出:log10(P) = -5197/T + 11.712,其中压力的单位为托,温度的单位为开尔文。(熔点下的压力为23000托。)

有一种方法基于两种四卤化物还原性的差异。选择性地将锆化合物还原一至二价,甚至是单质,可以分离四卤化物。在还原反应中,四氯化铪基本不反应,并且可从直接从锆的低卤化物中回收。四氯化铪是挥发性的,因此可以很容易地从不挥发的三卤化锆中分离出来。

此卤化物含有+4氧化态的铪。固体HfCl4是八面体铪中心聚合物。每个铪中心周围有六个氯配体,二个为终端,四个桥接至另一个铪中心。在气相中,ZrCl4和HfCl4有着与TiCl4相同的单体四面体结构。气相HfCl4的电子成相研究显示,Me-Cl核间距为2.33 Å,Cl…Cl核间距为3.80 Å。核间距比r(Me-Cl)/r(Cl…Cl)为1.630,与正四面体模型的预测值(1.633)很接近。

该化合物极易水解,并释放氯化氢:

因而,久置的样品中常常混有氯氧化物,它也是无色的。

与THF单体按2:1的比例形成配合物:

因为此配合物可溶于有机溶剂,它是一种制备铪的其他配合物的有用试剂。

HfCl4与格氏试剂发生复分解反应。可用此制备四苄基铪。

与醇形成醇盐。

这些化合物结构复杂。

HfCl4极难还原。在膦配位体的存在下,可以用钠钾合金还原:

深绿色的二铪产物是抗磁性的。X射线晶体学结果表明该配合物的结构为共边双八面体,与锆类似物非常类似。

四氯化铪是高活性的齐格勒-纳塔催化剂的前体,用于烯烃,特别是丙烯的聚合中。典型的催化剂由四苄基铪衍生而来。

在各种有机合成应用中,HfCl4是一种高效的路易斯酸。例如,相比使用氯化铝,用四氯化铪能使二烯丙基氯硅烷更高效地烷基化二茂铁。大尺寸的Hf可以减小HfCl4与二茂铁配合的倾向。

HfCl4可以加速1,3-偶极环加成,并对其加以控制。与芳基和脂族醛肟一起使用时,相比其它路易斯酸,能得到更好的结果,并可生产外异构体。

HfCl4曾作为化学气相沉积和原子层沉积的一种前体,以生成二氧化铪和硅酸铪,它们在制造现代高密度集成电路时用作高κ电介质。然而,由于其相对较低的挥发性和腐蚀性的副产物(即HCl),HfCl4为金属有机前体所淘汰,例如四(乙基甲基氨基)铪(TEMAH)。

相关

  • 四氢大麻酚四氢大麻酚(Tetrahydrocannabinol,简称THC),又称Δ9-四氢大麻酚(Δ9-THC)、Δ1-THC(根据旧命名法),为大麻素之一,是大麻中的主要精神活性物质。四氢大麻酚最早由以色列雷霍沃特魏茨曼
  • 欧盟危险性符号危险性符号(Hazard symbols)是用来标识危险的物质、地点或物品,包括电流、毒物与放射性。危险性符号通常由法律规定并由标准化组织执行。括号内为该符号的Unicode编码。有毒(“
  • 无常无常(巴利语:अनिच्चा,anicca,梵语:अनित्य,anitya,藏语:.mw-parser-output .uchen{font-family:"Qomolangma-Dunhuang","Qomolangma-Uchen Sarchen","Qomolangma-Uchen
  • 台币新台币,是中华民国现行的法定货币,于1949年6月15日起发行流通,当时定位为限定台湾使用的区域货币,目前则在整个中华民国有效统治区域(台澎金马)均可流通使用。原始发行机构为台湾
  • 眼 (围棋)在围棋中,眼是某一方的棋子在棋盘上所围成的一个或多个相连空白交叉点。就棋盘中央附近的一个交叉点而言,一个完整的眼除了最近4个相邻点须为同一方棋子占有外,对角4个相邻点至
  • 天国天堂,有时也称为天国,字面意思即天上的殿堂、国度,很多宗教和心灵哲学认为人死后的生命形式将存在的处所。一般认为,天堂通常是出于人对于生死无常的恐惧和因果报应观念的产物,但
  • 白面包白面包(英语:white bread)指使用去除麦糠和胚芽的小麦面粉烘烤的面包,因为去除了小麦中的油脂,保存期限较长。白面包其中一种形态是长条形,切片时呈方形,故又名方包。白面包主要由
  • 百万年前年,或称地球年、太阳年,是与地球在轨道上绕太阳公转有关事件再现之间的时间单位。将之扩展,可以适用于任何一颗行星:例如,一“火星年”是火星自己完整的运行绕太阳轨道一圈的时间
  • 十三面体在几何学中,十三面体(英语:Tridecahedron)是指由十三个面组成的多面体。十三面体有许多不同的拓朴形式,例如十一角柱(英语:Hendecagonal_prism)、十二角锥,但不包含正多面体,因为找不
  • 社会控制社会控制,社会学术语,意指通过社会机制或是政治过程来规范个人及团体行为,这个过程被称为社会控制。社会、国家、或特定的社会群体可以利用社会控制来凝聚共识,以及巩固统治的力