stringtranslate.com

Фторид кобальта(III)

Фторид кобальта(III) — неорганическое соединение с формулой CoF 3 . Известны также гидраты . Безводное соединение — гигроскопичное коричневое твердое вещество. Используется для синтеза фторорганических соединений. [1]

Родственный хлорид кобальта(III) также известен, но он крайне нестабилен. [2] Бромид кобальта(III) и иодид кобальта(III) не были синтезированы.

Структура

Безводный

Безводный трифторид кобальта кристаллизуется в ромбоэдрической группе, в частности, в соответствии с мотивом трифторида алюминия , с a = 527,9 пм , α = 56,97°. Каждый атом кобальта связан с шестью атомами фтора в октаэдрической геометрии, с расстояниями Co–F 189 пм. Каждый фторид является дважды мостиковым лигандом. [3]

Гидраты

Известен гидрат CoF 3 · 3,5H 2 O. Предполагается, что его лучше описать как [CoF 3 (H 2 O) 3 ]·0,5H 2 O. [3]

Имеется сообщение о гидрате CoF 3 ·3,5H 2 O , изоморфном AlF 3 ·3H 2 O. [3 ]

Подготовка

Трифторид кобальта можно получить в лаборатории путем обработки CoCl2 фтором при 250 °C: [ 4] [3]

CoCl2 + 3 / 2F2 → CoF3 + Cl2​​

В этой окислительно-восстановительной реакции Co 2+ и Cl − окисляются до Co 3+ и Cl 2 соответственно, а F 2 восстанавливается до F − . Оксид кобальта(II) (CoO) и фторид кобальта(II) ( CoF 2 ) также могут быть преобразованы во фторид кобальта(III) с использованием фтора. [3]

Соединение также может быть образовано путем обработки CoCl 2 трифторидом хлора ClF 3 или трифторидом брома BrF 3 . [3]

Реакции

CoF 3 разлагается при контакте с водой с образованием кислорода:

4 CoF 3 + 2 H 2 O → 4 HF + 4 Co F 2 + O 2

Он реагирует с фторидными солями, образуя анион [CoF 6 ] 3− , который также имеет высокоспиновый октаэдрический центр кобальта(III).

Приложения

CoF 3 является мощным фторирующим агентом. При использовании в качестве суспензии CoF 3 преобразует углеводороды в перфторуглероды :

2 CoF3 + RH → 2 CoF2 + RF + HF

CoF2 является побочным продуктом .

Такие реакции иногда сопровождаются перегруппировками или другими реакциями. [1] Родственный реагент KCoF 4 более селективен. [5]

ГазообразныйКОФ 3

В газовой фазе CoF 3 рассчитывается как плоский в своем основном состоянии и имеет 3-кратную ось вращения (точечная группа D 3h ). Ион Co 3+ имеет основное состояние 3d 6 5 D. Фторидные лиганды расщепляют это состояние на состояния 5 A', 5 E", и 5 E' в порядке энергий. Первая разность энергий мала, и состояние 5 E" подвержено эффекту Яна-Теллера , поэтому этот эффект необходимо учитывать, чтобы быть уверенным в основном состоянии. Понижение энергии мало и не меняет порядок энергий. [6] Этот расчет был первой обработкой эффекта Яна-Теллера с использованием рассчитанных энергетических поверхностей.

Ссылки

  1. ^ ab Coe, PL (2004). "Фторид кобальта(III)". Энциклопедия реагентов для органического синтеза . J. Wiley. doi :10.1002/047084289X.rc185. ISBN 0471936235.
  2. ^ Артур В. Честер, Эль-Ахмади Хейба, Ральф М. Дессау и Уильям Дж. Кёль-младший (1969): «Взаимодействие кобальта(III) с хлорид-ионом в уксусной кислоте». Inorganic and Nuclear Chemistry Letters , том 5, выпуск 4, страницы 277-283. doi :10.1016/0020-1650(69)80198-4
  3. ^ abcdef W. Levason и CA McAuliffe (1974): "Химия железа, кобальта и никеля в высшей степени окисления". Coordination Chemistry Reviews , том 12, выпуск 2, страницы 151-184. doi :10.1016/S0010-8545(00)82026-3
  4. ^ HF Priest (1950): "Безводные фториды металлов". In Inorganic Syntheses , McGraw-Hill, том 3, страницы 171-183. doi :10.1002/9780470132340.ch47
  5. ^ Coe, PL «Тетрафторокобальтат(III) калия» в Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, Нью-Йорк. doi :10.1002/047084289X.rp251.
  6. ^ Yates, JH; Pitzer, RM (1979). «Молекулярная и электронная структура трифторидов переходных металлов». J. Chem. Phys . 70 (9): 4049–4055. Bibcode : 1979JChPh..70.4049Y. doi : 10.1063/1.438027.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Фторид кобальта(III) .