Zirkonium(IV)chloride
| Zirkonium(IV)chloride | ||||
|---|---|---|---|---|
| Structuurformule en molecuulmodel | ||||
| ||||
| Algemeen | ||||
| Molecuulformule | ZrCl4 | |||
| IUPAC-naam | zirkonium(IV)chloride | |||
| Andere namen | zirkoniumtetrachloride | |||
| Molmassa | 233,04 g/mol | |||
| SMILES | Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl
| |||
| InChI | 1S/4ClH.Zr/h4*1H;/q;;;;+4/p-4
| |||
| CAS-nummer | 10026-11-6 | |||
| EG-nummer | 233-058-2 | |||
| Wikidata | Q205630 | |||
| Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen | ||||
| ||||
| H-zinnen | H302 - H314 | |||
| EUH-zinnen | EUH014 | |||
| P-zinnen | P280 - P305+P351+P338 - P310 | |||
| Hygroscopisch? | ja | |||
| LD50 (ratten) | (oraal) 1690 mg/kg | |||
| Fysische eigenschappen | ||||
| Aggregatietoestand | vast | |||
| Kleur | wit | |||
| Dichtheid | 2,80 g/cm³ | |||
| Thermodynamische eigenschappen | ||||
| S |
181,41 J/mol·K | |||
| C |
125,38 J/mol·K | |||
| Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar). | ||||
| ||||
Zirkonium(IV)chloride of zirkoniumtetrachloride is een chloride van zirkonium en bezit als brutoformule ZrCl4. Het is een wit hygroscopisch kristallijn poeder dat snel hydrolyseert wanneer het aan de lucht wordt blootgesteld. De stof is van belang voor de productie van zuiver zirkonium en van andere zirkoniumverbindingen en wordt ook gebruikt als katalysator in organische reacties.
Synthese
[bewerken | brontekst bewerken]Zirkonium(IV)chloride wordt bereid door zirkonium(IV)oxide te behandelen met cokes (koolstof) en chloorgas:
Zirkonium(IV)chloride kan ook bereid worden door de rechtstreekse chlorering van zirkonium met chloorgas bij 650 °C, of met lood(II)chloride bij 500 °C:
Structuur
[bewerken | brontekst bewerken]Net zoals het analoge hafnium(IV)chloride bezit ook zirkonium(IV)chloride een polymere structuur. Daarin neemt zirkonium een octaëdrische moleculaire geometrie aan. Bij toevoeging van lewisbasen worden deze polymere structuren afgebroken en treedt degradatie van het materiaal op.
In tegenstelling tot titanium(IV)chloride, dat een vloeistof is, is zirkonium(IV)chloride niet te zuiveren door middel van destillatie.
Toepassingen
[bewerken | brontekst bewerken]De reductie van zirkonium(IV)chloride levert metallisch zirkonium, dat een belangrijk materiaal is voor nucleaire reactoren.
Met behulp van chemical vapor deposition (CVD) kunnen dunne lagen van zirkoniumverbindingen op een substraat aangebracht worden. Voorbeelden zijn:
- Zirkoniumdioxide (ZrO2) met behulp van zirkonium(IV)chloride en water[1]
- Zirkoniumcarbide (ZrC) met zirkonium(IV)chloride, methaan en waterstofgas als reductor.[2]
Zirkonium(IV)chloride is een katalysator voor organische reacties. Met zirkonium(IV)chloride (en andere zirkoniumverbindingen) kunnen stereoselectieve syntheses van chirale verbindingen doorgevoerd worden, en dit met goede tot zeer goede opbrengst.[3] Zirkonium(IV)chloride wordt ook gebruik als lewiszuur in Diels-Alder-reacties.[4]
Met zirkonium(IV)chloride kunnen diverse organometaalcomplexen van zirkonium gevormd worden.[5] Deze complexen zijn onder meer bruikbaar als katalysator voor polymerisatiereacties.[6]
Externe links
[bewerken | brontekst bewerken]- (en) Gegevens van zirkonium(IV)chloride in de GESTIS-stoffendatabank van het IFA
- (en) MSDS van zirkonium(IV)chloride
- ↑ (en) Michel Cassir, Fabrice Goubin, Cécile Bernay, Philippe Vernoux, Daniel Lincot. "Synthesis of ZrO2 thin films by atomic layer deposition: growth kinetics, structural and electrical properties". Applied Surface Science, 5 juni 2002, vol. 193 nr. 1-4, pp. 120-128. DOI:10.1016/S0169-4332(02)00247-7
- ↑ (en) Sun Wei, Hao Zheng Hua, Xiong Xiang. "Thermodynamic Analysis And Growth Of Zirconium Carbide By Chemical Vapor Deposition." Physics Procedia 2013, vol. 46, pp. 88-101. DOI:10.1016/j.phpro.2013.07.049
- ↑ (en) Sylvie Goncalves, Marc Nicolas, Philippe Maillos, Rachid Baati. "Cationic cyclization of keto-epoxides mediated by zirconium(IV)tetrachloride: diastereoselective synthesis of cis-decalinols." Tetrahedron, oktober 2011, vol. 67 nr. 45, p. 8373. DOI:10.1016/j.tet.2011.08.050
- ↑ (en) Masafumi Hirama, Yuji Kato, Chigusa Seki, Hiroto Nakano, Mitsuhiro Takeshita, Noriko Oshikiri, Masahiko Iyoda, Haruo Matsuyama. "An efficient synthesis of chiral isoquinuclidines by Diels–Alder reaction using Lewis acid catalyst." Tetrahedron, 18 september 2010, vol. 66 nr. 38, pp. 7618-7624. DOI:10.1016/j.tet.2010.07.026
- ↑ (en) A. Clearfield, E.J. Malkiewich. "Complexes formed by the reaction of zirconium tetrachloride with amides." Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, april 1963, vol. 25 nr. 3, pp. 237-240. DOI:10.1016/0022-1902(63)80047-0
- ↑ (en) Carlos Carone, Viviane de Lima, Fernanda Albuquerque, Paula Nunes, Cristóvão de Lemos, João H.Z. dos Santos, Griselda B. Galland, Fernanda C. Stedile, Sandra Einloft, Nara R. de S. Basso. "Zirconium alkoxide complexes as catalysts for ethylene polymerization." Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2 februari 2004, vol. 208 nr. 1–2, pp. 285-290. DOI:10.1016/S1381-1169(03)00540-5