Хлорид гафния(IV)

Хлорид гафния(IV) — неорганическое соединение, соль металла гафния и соляной кислоты с формулой HfCl₄, бесцветные кристаллы, реагирует с водой.

Хлорид гафния​(IV)​
Общие
Систематическое наименование	хлорид гафния​(IV)​
Традиционные названия	хлористый гафний
Хим. формула	HfCl4
Физические свойства
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	320,30 г/моль
Плотность	7,13 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	под давл. 432; 435 °C
• кипения	возг. 315 °C
Мол. теплоёмк.	120,5 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-991,2 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	13499-05-3
PubChem	37715
Рег. номер EINECS	236-826-5
SMILES	Cl[Hf](Cl)(Cl)Cl
InChI	InChI=1S/4ClH.Hf/h4*1H;/q;;;;+4/p-4 PDPJQWYGJJBYLF-UHFFFAOYSA-J
ChemSpider	34591
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

ПолучениеПравить

• Реакция хлора и порошкообразного гафния:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{200}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{400}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {Hf+2Cl_{2}\ {\xrightarrow {200-400^{o}C}}\ HfCl_{4}}}$ 

• Реакция оксида гафния(IV) и хлора в присутствии восстановителей:

$\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}\stackrel{{\mathsf{500}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {HfO_{2}+2Cl_{2}+C\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ HfCl_{4}+CO_{2}}}$ 

• Разложение оксида-дихлорида гафния при нагревании:

$\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{O}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{300}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2HfOCl_{2}\ {\xrightarrow {300^{o}C}}\ HfCl_{4}+HfO_{2}}}$ 

Физические свойстваПравить

Хлорид гафния(IV) образует бесцветные кристаллы кубической сингонии, параметры ячейки a = 1,041 нм.

В воде подвергается полному гидролизу. Растворяется в этаноле.

Химические свойстваПравить

• Разлагается при нагревании:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\underset{\mathsf{-<!--\; -\; -->}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}}{\overset{{\mathsf{1700}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }}\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{,}\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{,}\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {HfCl_{4}\ {\xrightarrow[{-Cl_{2}}]{1700^{o}C}}\ HfCl_{3},HfCl_{2},HfCl}}$ 

• Реагирует с водой:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{O}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {HfCl_{4}+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ HfOCl_{2}+2HCl}}$ 

• Реагирует с щелочами:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\stackrel{}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {HfCl_{4}+4NaOH\ {\xrightarrow {}}\ HfO(OH)_{2}\downarrow +4NaCl+H_{2}O}}$ 

• При нагревании окисляется кислородом воздуха:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{500}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {HfCl_{4}+O_{2}\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ HfO_{2}+2Cl_{2}}}$ 

• гафний вытесняется более активными металлами:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{g}\stackrel{\mathsf{650}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{700}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{M}\mathsf{g}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {HfCl_{4}+2Mg\ {\xrightarrow {650-700^{o}C}}\ Hf+2MgCl_{2}}}$ 

• Восстанавливается при нагревании гафнием:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\stackrel{\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{,}{\mathsf{350}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\stackrel{\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{,}\mathsf{460}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{500}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{,}\mathsf{625}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{800}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {HfCl_{4}\ {\xrightarrow {Hf,350^{o}C}}\ HfCl_{3}\ {\xrightarrow {Hf,460-500^{o}C}}\ HfCl_{2}\ {\xrightarrow {Hf,625-800^{o}C}}\ HfCl}}$ 

• С хлоридами щелочных металлов образует гексахлорогафниаты:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{{\mathsf{500}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}\mathsf{,}\mathsf{p}}{\to }{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}$${\mathsf {HfCl_{4}+2KCl\ {\xrightarrow {500^{o}C,p}}\ K_{2}[HfCl_{6}]}}$ 

• Реагирует с жидким фтористым водородом:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{F}\stackrel{}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {HfCl_{4}+4HF\ {\xrightarrow {}}\ HfF_{4}+4HCl}}$ 

• Реагирует с оксидом хлора в четырёххлористом углероде:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{O}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {HfCl_{4}+Cl_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ HfOCl_{2}+2Cl_{2}}}$ 

ЛитератураПравить

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.