Хлорид індію (III) - Вікімонде
хлорид індію (III) - хімічна сполука індію та хлору з молекулярною формулою InCl3. Її можна зрозуміти як іонну сіль, як показано її структурою у твердому стані, або як молекулярну сполуку, як пропонується під назвою IUPAC, "трихлороіндіган". Вона приймає форму безбарвної солі, коли вона монокристалічна, або біла, коли вона є полікристалічною.
Він використовується, зокрема, в органічному синтезі як кислота Льюїса.
Резюме
Властивості
Хлорид індію (III) утворює білі гігроскопічні кристали, які легко піддаються сублімації [5]. Температура плавлення вказана при 586 ° C, а точка сублімації при 418 ° C [6]. Рівняння Антуана, яке дає тиск насиченої пари як функцію температури, має для, InCl3, вигляд ln (P) = −A/T + B, з P, тиском у Torr, T, температурою в K та параметрами A = 8086 ± 168 та B = 12,654 у діапазоні температур від 489 K до 564 K (216 до 291 ° C) [7]. Теплота сублімації становить 154 кДж · моль -1 [7]. У газовій фазі хлорид індію (III) має форму димерів, In2Cl6.
Безводний трихлорид індію бурхливо реагує з водою і швидко гідролізується (протоліз) [8] Це найбільш розчинна сполука індію [9] .
У розчині з соляною кислотою InCl3, являючи собою кислоту Льюїса, з хлоридними іонами, які є донорними лігандами, утворюють комплекси гексахлор, [InCl6] 3− та аквапентахлор [InCl5 (H2O)] 2− [6], [10] .
Розплавлений (рідкий) хлорид індію (III) є електричним провідником [10]. InCl3 реагує з металевим індієм при високій температурі, утворюючи хлориди індію з меншою валентністю, такі як In5Cl9, In2Cl3 та InCl [10] .
Структура
InCl3, у твердому стані, має моноклінічну кристалічну структуру, ізотипну структурі хлориду алюмінію (III) та космічної групи С2/м із такими параметрами: a = 64,1 мкм, b = 111,0 пм, c = 63,1 пм та β = 109 ° 48 '[3]. Таким чином, як і AlCl3 та TlCl3, структура InCl3 складається з укладання уздовж осі c шарів, що складаються з дуже компактних компонентів хлоридних іонів, що фланкують шар іонів In 3+, що мають октаедричну координаційну геометрію [10]. Ця картина подібна до тієї, що спостерігається у хлориду ітрію, YCl3 [11] .
Синтез
Індій - відносно електропозитивний метал. Нагрітий, він згоряє в газоподібному хлорі, отримуючи безводний трихлорид.
У твердому кристалі + 3/2 хлорного газу хлору → білий порошок InCl3
Хлорид індію також можна отримати безводним, реагуючи сумішшю оксиду індію (III), In2O3 та активованого вугілля в потоці хлору [5], [8] .
2 I n + C l 2 ⟶ 2 I n C l 3 \ longrightarrow 2 \ InCl _ >>
Трихлорид індію також можна одержати розчиненням індію у соляній кислоті [8]. Його тетрагідратна форма кристалізується з водних розчинів [8] .
Інший опублікований синтез використовує електрохімічну комірку із сумішшю метанол/бензол як розчин (розчинник) [12]. Нарешті, інший синтетичний шлях включає реакцію оксиду індію (III) з тіонілхлоридом при 300 ° C [3]:
I n 2 O 3 + 3 S O C l 2 ⟶ 2 I n C l 3 + 3 S O 2 O_ + 3 \ SOCl_ \ longrightarrow 2 \ InCl_ + 3 \ SO _ >>
використання
У безводному розчині діетилового ефіру InCl3 реагує з гідридом літію LiH, утворюючи LiInH4, нестійку сполуку, яка розкладається нижче 0 ° C [13], і тому реагує на місці як відновник в органічному синтезі [14] для одержання третинних амінів та аддуктів фосфіну-InH3.
Триметиліндій, InMe3 може бути отриманий реакцією InCl3, розчиненого в діетиловому ефірі, з реактивом Гриньяра (змішаний органомагній), йодидом метилмагнію (MeMgI) або з метиллітієм (LiCH3). Триетиліндій можна отримати таким же чином з бромідом етилмагнію (EtMgBr), іншим реагентом Гриньяра [15]:
Ефір можна видалити нагріванням до 25 ° C у вакуумі.
Іншим важливим використанням трихлориду індію в органічному синтезі є використання каталізатора кислоти Льюїса в ациляціях Фріделя-Крафта та реакціях Дільса-Альдера. Приклад такої реакції відбувається при кімнатній температурі із зарядом каталізатора 1 моль.% Та у суміші ацетонітрил-вода [16]. Перший крок - конденсація Кновевенагеля між барбітуровою кислотою та альдегідом, другий - реакція Дільса-Альдера із зворотним електронним попитом, яка є реакцією з декількома складовими, N, N'-диметилбарбітуровою кислотою (чорним), бензальдегідом (синім) та етиловий вініловий ефір (червоним кольором):
Якщо InCl3 є каталізатором, опублікований хімічний вихід становить 90%, а відсоток транс-ізомеру - 70%. Без каталізатора вихід падає до 65% при 50% транс-продукту.
Крім того, хлорид індію (III) також використовується в ядерній медицині та для виробництва сульфіду індію (для сонячних елементів CIGS).