ЦИРКОНИЯ (IV) ХЛОРИД

ЦИРКОНИЯ (IV) ХЛОРИД

Названия IUPAC: тетрахлорид циркония, хлорид циркония (IV).
Номер КАС: 10026-11-6
Номер ЕС: 233-058-2
Химическая формула: ZrCl4
Молярная масса: 233,04 г.

Хлорид циркония (IV), также известный как тетрахлорид циркония (ZrCl4), представляет собой неорганическое соединение, часто используемое в качестве предшественника других соединений циркония.
Это белое тугоплавкое твердое вещество быстро гидролизуется во влажном воздухе.

Структура
В отличие от молекулярного TiCl4 твердый ZrCl4 имеет полимерную структуру, в которой каждый Zr имеет октаэдрическую координацию.
Это различие в структурах отвечает за несоответствие их свойств: TiCl
4 перегоняется, но ZrCl
4 — твердое тело.
В твердом состоянии ZrCl4 принимает лентовидную линейную полимерную структуру — такую же структуру принимает HfCl4.
Этот полимер легко разлагается при обработке основаниями Льюиса, которые расщепляют связи Zr-Cl-Zr.

Синтез
Это преобразование влечет за собой обработку оксида углеродом в качестве «газопоглотителя» оксида и хлором.
ZrO2 + 2 C + 2 Cl2 → ZrCl4 + 2 CO

В процессе лабораторного масштаба вместо углерода и хлора используется четыреххлористый углерод:
ZrO2 + 2 CCl4 → ZrCl4 + 2 COCl2

Приложения:
Предшественник металла Zr:
ZrCl4 является промежуточным продуктом при превращении минералов циркония в металлический цирконий в процессе Кролла.
В природе минералы циркония неизменно существуют в виде оксидов (что также отражается в склонности всех хлоридов циркония к гидролизу).

Для превращения в объемный металл эти тугоплавкие оксиды сначала превращают в тетрахлорид, который можно перегонять при высоких температурах.
Очищенный ZrCl4 можно восстановить металлическим Zr с получением хлорида циркония (III).

Другое использование:
ZrCl4 является наиболее распространенным прекурсором для химического осаждения из паровой фазы диоксида циркония и диборида циркония.

В органическом синтезе хлорид циркония (IV) используется в качестве слабой кислоты Льюиса для реакции Фриделя-Крафтса, реакции Дильса-Альдера и реакций внутримолекулярной циклизации.
Хлорид циркония (IV) также используется для водоотталкивающей обработки текстиля и других волокнистых материалов.

Свойства и реакции:
Гидролиз ZrCl4 дает кластер гидратированного гидроксихлорида, называемый цирконилхлоридом.
Эта реакция быстрая и практически необратимая, что согласуется с высокой оксофильностью циркония (IV).
По этой причине манипуляции с ZrCl4 обычно требуют безвоздушных методов.

ZrCl4 является основным исходным соединением для синтеза многих металлоорганических комплексов циркония.
Из-за своей полимерной структуры ZrCl4 перед использованием обычно превращают в молекулярный комплекс.
Хлорид циркония (IV) образует комплекс 1:2 с тетрагидрофураном: CAS [21959-01-3], т.пл. 175–177 °C.
NaC5H5 реагирует с ZrCl4(THF)2 с образованием дихлорида цирконоцена, ZrCl2(C5H5)2, универсального органоциркониевого комплекса.

Одним из наиболее любопытных свойств ZrCl4 является его высокая растворимость в присутствии метилированных бензолов, например дурола.
Эта солюбилизация возникает за счет образования π-комплексов.

Логарифм (по основанию 10) давления паров хлорида циркония (IV) (от 480 до 689 К) определяется уравнением: log10(P) = −5400/T + 11,766, где давление измеряется в торр, а температура в кельвинах.
Log (по основанию 10) давления паров твердого хлорида циркония (IV) (от 710 до 741 K) определяется уравнением log10(P) = -3427/T + 9,088.
Давление в точке плавления составляет 14 500 торр.

Внешний вид: белые кристаллы
Плотность: 2,80 г/см3
Температура плавления: 437°С
Растворимость: разлагается водой с образованием ZrOCl2 и HCl.

Температура кипения: 331 °С
Количество доноров водородной связи: 0
Количество акцепторов водородной связи: 0
Количество вращающихся связей: 0

Точная масса: 231,777159
Масса моноизотопа: 229,780110
Площадь топологической полярной поверхности: 0 Ų
Количество тяжелых атомов: 5

Сложность: 19.1
Количество атомов изотопа: 0
Определенное число стереоцентров атома: 0
Количество стереоцентров неопределенного атома: 0

Определенное число стереоцентров связи: 0
Неопределенный счетчик стереоцентров связи: 0
Количество ковалентно-связанных единиц: 1
Соединение канонизировано: Да

Хлорид циркония (IV) представляет собой белое блестящее кристаллическое вещество.
Используется как источник чистого циркония, как дубильный агент, в аналитической химии и при обработке текстиля.
Хлорид циркония (IV) разлагается водой.
Вызывает коррозию металлов в присутствии влаги и тканей.

Хлорид циркония (IV) представляет собой координационную единицу циркония, состоящую из четырех атомов хлора, связанных с центральным атомом циркония.
Хлорид циркония (IV) играет роль катализатора.
Хлорид циркония (IV) представляет собой координационный элемент циркония и неорганический хлорид.

О хлориде циркония (IV):
Полезная информация
Хлорид циркония (IV) зарегистрирован в соответствии с Регламентом REACH и производится и/или импортируется в Европейскую экономическую зону в количестве от ≥ 1 000 до < 10 000 тонн в год.

Использование на промышленных объектах:
Хлорид циркония (IV) используется в следующих продуктах: металлы.
Хлорид циркония (IV) используется в промышленности для производства другого вещества (использование промежуточных продуктов).
Хлорид циркония (IV) используется для производства: химикатов и металлов.
Выброс в окружающую среду хлорида циркония (IV) может происходить в результате промышленного использования: в качестве промежуточного этапа в дальнейшем производстве другого вещества (использование промежуточных продуктов).

Производство:
Выброс в окружающую среду хлорида циркония (IV) может происходить в результате промышленного использования: производство вещества.

Хлорид циркония(IV) (тетрахлорид циркония) является превосходным водорастворимым источником кристаллического циркония для применения, совместимого с хлоридами.
Соединения хлоридов могут проводить электричество при плавлении или растворении в воде.
Хлоридные материалы могут быть разложены электролизом на газообразный хлор и металл.

Они образуются в результате различных процессов хлорирования, при которых по крайней мере один анион хлора (Cl-) ковалентно связан с соответствующим металлом или катионом.
Могут быть приготовлены сверхчистые и запатентованные рецептуры.
Ион хлорида контролирует равновесие жидкости и уровень pH в метаболических системах.

Они могут образовывать как неорганические, так и органические соединения.
Хлорид циркония, как правило, сразу же доступен в большинстве объемов.
Можно рассматривать формы высокой чистоты, субмикронные и нанопорошки.
Мы также производим раствор хлорида циркония.

American Elements производит продукцию многих стандартных сортов, если это применимо, включая Mil Spec (военный класс); ACS, реактивная и техническая чистота; Пищевой, сельскохозяйственный и фармацевтический класс; Оптический класс, USP и EP/BP (Европейская фармакопея/Британская фармакопея) и соответствует применимым стандартам тестирования ASTM. Доступна стандартная и нестандартная упаковка, а также дополнительные данные исследований, технических данных и безопасности (MSDS).
Пожалуйста, свяжитесь с нами выше для получения информации о спецификациях, времени выполнения и цене.

Хлорид циркония (IV) обычно используется в качестве катализатора кислоты Льюиса во многих реакциях органического синтеза.
Хлорид циркония (IV) является важным источником металлоорганических комплексов циркония.
Хлорид циркония (IV) применяется во многих областях, таких как атомная промышленность, металлургия, фотография, производство стекла и керамики.

Хлорид циркония (IV), также известный как хлорид циркония (IV), представляет собой неорганическое соединение с формулой ZrCl4.
Это белое тугоплавкое твердое вещество быстро гидролизуется во влажном воздухе.
Хлорид циркония (IV) является ключевым реагентом в химии циркония.
В органическом синтезе хлорид циркония (IV) используется в качестве слабой кислоты Льюиса для реакции Фриделя-Крафтса, реакции Дильса-Альдера и реакций внутримолекулярной циклизации.
Хлорид циркония (IV) также используется для изготовления водоотталкивающих тканей.

Было обнаружено, что хлорид циркония (IV) является эффективным катализатором реакции электрофильного присоединения индола к альдегидам/кетонам с получением соответствующих бис(индолилметанов) с хорошими выходами.
Замечательными характеристиками этой новой процедуры являются высокая конверсия, более короткое время реакции, более чистые профили реакции и простые экспериментальные и рабочие процедуры.

Хлорид циркония (IV) (тетрахлорид циркония) представляет собой превосходный водорастворимый кристаллический источник циркония, совместимый с хлоридами.
Соединения хлоридов могут проводить электричество при плавлении или растворении в воде.
Хлоридные материалы могут быть разложены электролизом на газообразный хлор и металл.

Они образуются в результате различных процессов хлорирования, при которых по крайней мере один анион хлора (Cl-) ковалентно связан с соответствующим металлом или катионом.
Могут быть приготовлены сверхвысокочистые и запатентованные рецептуры.
Ион хлорида контролирует равновесие жидкости и уровень pH в метаболических системах.
Они могут образовывать как неорганические, так и органические соединения.

Применение хлорида циркония (IV):
Используется для изготовления металлического циркония, пигмента, текстильного гидроизоляционного агента, дубильного агента для кожи и т. Д.
Используется для получения соединений циркония и металлоорганических соединений, может использоваться в качестве растворителя и очищающего агента при переплавке магния с эффектом удаления железа и кремния.

Химические свойства:
Хлорид циркония (IV) образует блестящие белые моноклинные кристаллы, которые плавятся при 437 ℃.
Хлорид циркония (IV) представляет собой едкий порошок.
Хлорид циркония (IV) гигроскопичен и поэтому растворим в холодной воде, спирте, эфире и концентрированной соляной кислоте.
Хлорид циркония (IV) энергично реагирует с водой, образуя хлористый водород (раздражающий пар) и оксихлорид циркония.

Во влажном состоянии хлорид циркония (IV) реагирует с обычными материалами с образованием соляной кислоты, которая вызывает коррозию многих металлов.
Путем гидролиза до HCl хлорид циркония (IV) может раздражать дыхательные пути и другие поверхностные поверхности тела при воздействии.
Хлорид циркония (IV) легко образует координационные связи с кислородом и азотом в органических молекулах.

Физические свойства:
Белые моноклинные кристаллы; гигроскопичен; плотность 2,80 г/см3; возгоняется при 331°С; тройная точка 437°С; давление паров 1 торр при 190°С; критическая температура 504,85°С; критическое давление 56,95 атм; критический объем 319 см3/моль; разлагается водой; растворим в спирте, эфире и концентрированной соляной кислоте.

Использование
Катализатор Фриделя-Крафтса.
Компонент катализаторов Циглера в процессах конденсации этилена.
Исходный материал в синтезе ряда органических производных циркония, таких как алкоксиды и циркоцен.
Было показано, что алкоксиды полезны при отверждении силиконовых пластиковых пленок.
Утверждается, что карбоксилаты алкоксициркония полезны для водоотталкивающей обработки текстиля и других волокнистых материалов.

Использование:
Хлорид циркония(IV) (ZrCl4) представляет собой кислотный катализатор Льюиса, обладающий низкой токсичностью.
Хлорид циркония (IV) представляет собой влагостойкий материал, который используется в качестве катализатора в органических превращениях.
ZrCl4 можно использовать в качестве катализатора для различных органических синтезов, таких как реакция Фриделя-Крафтса, реакция конденсации и другие реакции восстановления.

Для применения в цирконийорганической химии.
Активирует пирролидины для улучшения превращения посредством модифицированной реакции Буво в соответствующие α,α-диметиламины.
Хлорид циркония (IV) используется в качестве эффективного катализатора в реакции конденсации Пехмана фенолов с β-кетоэфирами, приводящей к образованию производных кумарина с хорошими выходами в условиях отсутствия растворителя.

Хлорид циркония (IV) обычно используется в качестве катализатора кислоты Льюиса во многих реакциях органического синтеза. Хлорид циркония (IV) является важным источником металлоорганических комплексов циркония.
Хлорид циркония (IV) применяется во многих областях, таких как атомная промышленность, металлургия, фотография, производство стекла и керамики.

Подготовка:
Хлорид циркония (IV) получают в качестве промежуточного продукта при извлечении металлического циркония из циркона и других минералов.
Тетрахлорид получают нагреванием смеси гидроксида циркония и углерода с газообразным хлором.
Также тетрахлорид можно получить реакцией гидроксида циркония с соляной кислотой: Zr(OH)4 + 4HCl → ZrCl4 + 4H2O.

Хлорид циркония (IV) быстро гидролизуется во влажном воздухе.
Хлорид циркония (IV) является ключевым предшественником других соединений циркония.
В отличие от молекулярного TiCl4 твердый ZrCl4 имеет полимерную структуру, в которой каждый Zr имеет октаэдрическую координацию.
Это различие в структурах обуславливает поразительную разницу в их свойствах: TiCl4 перегоняется, а ZrCl4 — твердое вещество с высокой температурой плавления.
В твердом состоянии ZrCl4 принимает лентовидную линейную полимерную структуру — такую же структуру принимает HfCl4.
Этот полимер легко разлагается при обработке основаниями Льюиса, которые расщепляют связи Zr-Cl-Zr.

Было обнаружено, что хлорид циркония (IV) является новым, высокоэффективным и многоразовым катализатором для ацетилирования структурно различных фенолов, тиолов, аминов и спиртов в условиях отсутствия растворителя.
Ацетилирование стерически затрудненных и электронодефицитных фенолов достигается с отличными выходами при использовании стехиометрических количеств Ac2O при комнатной температуре.

Кислоточувствительные спирты подвергаются ацетилированию с превосходной хемоселективностью без конкурирующих побочных реакций, таких как дегидратация или перегруппировка.
Мягкое свойство кислоты Льюиса катализатора позволяет проводить ацетилирование с оптически активными субстратами без какого-либо отрицательного влияния на оптическую чистоту.

Хлорид циркония (IV) широко используется в органическом синтезе в качестве идеальной кислоты Льюиса, поскольку он является эффективным, стабильным, недорогим, экологически чистым и удобным катализатором для получения полезных синтетических промежуточных продуктов и для использования на ключевых этапах синтеза природных продуктов.

Этот обзор в целом разделен на четыре раздела, основанные на реакциях, опосредованных хлоридом циркония (IV), реакциях образования углерод-углеродных связей, химии защиты и снятия защиты, реакциях восстановления и других применениях.
Этот обзор представляет собой попытку осветить важные достижения в области синтетической органической химии, достигнутые на сегодняшний день.

Приложения:
Наноматериалы и тонкие пленки
Катализ и синтез
Оптика и очки
Датчик
Атомно-слоевое осаждение

Хлорид циркония (IV) является важным материалом для различных промышленных применений.
Хлорид циркония (IV) используется в процессе Кролла в качестве предшественника металлического циркония, в качестве катализатора в процессах органического синтеза и для химического осаждения из паровой фазы.
Хлорид циркония (IV) также встречается в ядерных приложениях для переработки циркониевой оболочки с использованием процесса летучести хлорида.

Хлорид циркония (IV) может быть синтезирован прямой реакцией между металлическим Zr и газообразным Cl2 при высоких температурах (>350°C) или обработкой ZrO2 газообразным CCl4 или Cl2 в присутствии углерода.
Хлорид циркония (IV) является очень реакционноспособным материалом, он гигроскопичен и быстро реагирует с воздухом с образованием гидратов оксихлорида циркония; поэтому требуется особая осторожность при подготовке и обработке этого материала.

Из-за его чувствительности к воздуху исследования твердотельной химии ZrCl4 немногочисленны, а подготовка и обработка монокристаллов ZrCl4, подходящих для дифракции рентгеновских лучей, является сложной задачей.
В твердом состоянии ZrCl4 был охарактеризован с помощью колебательной спектроскопии и рентгеновской дифракции монокристаллов (SCXRD).

Было проведено только одно исследование SCXRD на ZrCl4, которое датируется семидесятыми годами.
Хлорид циркония (IV) показал, что ZrCl4 кристаллизуется в моноклинной пространственной группе P2/c и принимает зигзагообразную цепную структуру, состоящую из октаэдров ZrCl6 с общими ребрами.
Метод получения ZrCl4 заключался в реакции ZrO2 с Cl2 + CCl4 в интервале температур 500-700 °С; но процедура синтеза (масса, время реакции, скорость повышения температуры, время отжига и т. д.) не была подробно описана; упоминалось, что измерение SCXRD проводилось при 20 °C, но не сообщалось о неопределенности температуры.

Поскольку ZrCl4 будет производиться в результате реакции металлического Zr и Cl2 при переработке циркониевой оболочки, исследование структуры ZrCl4, полученного из металлического Zr, имеет важное значение; будет интересно сравнить структуру ZrCl4, полученного из ZrO2 и из металлического Zr.
Учитывая стратегическую важность ZrCl4, необходимо также повторное определение его кристаллографической структуры при различных температурах; получение точных данных о структуре ZrCl4 в различных диапазонах температур поможет теоретикам доказать
точность их теоретической модели.

Хлорид циркония имеет решающее значение во многих областях исследований и промышленных применениях, таких как нетрадиционный катализ, очистка руд, содержащих цирконий, методом Кролла, химическое осаждение из паровой фазы и ядерная техника.
Хлорирование было предложено для крупномасштабного разделения и селективного извлечения Zr в виде ZrCl4 из сплавов U-Zr или оболочек отработанного ядерного топлива.
Из-за присутствия примесей (например, Sn, Cr, Fe и т. д.) в восстановленном ZrCl4 необходимы дальнейшие усилия для улучшения процесса очистки.

Это требует фундаментального понимания материалов на каждом этапе процесса. Исходные материалы состоят из Zr-покрытия, такого как Zircaloy-4, Zircaloy-2 и сплавы Zr–Nb (Zirlo™ и Zr-2,5Nb), а конечным продуктом должен быть металлический Zr.
В процессе хлорирования промежуточным материалом является ZrCl4. Наши предыдущие усилия были посвящены фундаментальным исследованиям исходных материалов, описанных выше, а затем ZrCl4.

Таким образом, точное знание хлоридов циркония имеет решающее значение для эффективного разделения и селективного извлечения Zr из материалов оболочки. Хотя теоретическим и экспериментальным исследованиям кристаллического ZrCl4 уделяется большое внимание, точная структурная и термомеханическая информация о молекулярных частицах ZrClx (x = 1, 2, 3, 4) остается недостаточной.
Из-за их химического сходства и важности процесса очистки в ядерной промышленности исследования газообразного ZrCl4 обычно проводятся в сочетании с HfCl4.

Первые электронографические приближения рассчитывали теоретические кривые интенсивности на основе межмолекулярных расстояний в ZrCl4 (т.е. Zr–Cl = 2,32 Å и Cl···Cl = 3,79 Å) и в HfCl4 (т.е. Hf–Cl = 2,33 Å и Cl··· Cl = 3,80 Å).
Недавно Барнс и соавт. сообщили, что давление паров ZrCl4, FeCl3, CrCl4, NbCl5 и NbOCl3 очень похоже при температурах около 330 °C.
Давление паров ZrCl4 также было измерено в вакууме и в атмосфере аргона.

Кроме того, модели DFT использовались для прогнозирования летучести и энтальпии адсорбции солей ZrCl4, ZrOCl2 и ZrCl62- по сравнению с другими хлоридами металлов группы IV. Эти модели по большей части не согласуются с экспериментальными данными, демонстрируя сложность этих газофазных взаимодействий.
Что касается газообразного ZrCl2, то предсказаны структура, частоты колебаний и теплота образования, которые хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Синонимы:
Тетрахлорцирконий
10026-11-6
ZrCl4
циркония (4+) тетрахлорид
MFCD00011306
Хлорид циркония (ZrCl4)
Хлорид циркония, тетра-
Хлорид циркония, (Т-4)-
HSDB 2531
Хлорид циркония (IV) (1: 4)
Cl4Zr
ИНЭКС 233-058-2
UN2503
Хлорид циркония (ZrCl4), (Т-4)-
DTXSID1044142
ЧЕБИ:77566
8392AF
FT-0656506
ЕС 233-058-2
Тетрахлорид циркония [UN2503]
Q205630
12331-30-5 [РН]
231-717-9 [ЭИНЭКС]
MFCD00011309
УНИИ: Z88176T871
УНИИ-Z88176T871
Z88176T871