三氯化钚

{{Chembox
| Verifiedfields = changed
| Watchedfields = changed
| verifiedrevid = 464208888
| ImageFile = Uranium(III)-chloride-3D-balls.png
| ImageSize = 300px
| IUPACName = Plutonium(III) chloride
| IUPACNameZh = 氯化钚(III)
| OtherNames = Plutonium trichloride
|Section1=
|Section2={{Chembox Properties
| Pu=1 | Cl=3
| MolarMass = 350.322 g/mol
| Appearance = 绿色固体
| Density = 5.71 g/cm3(固体)
| MeltingPtC = 767
| MeltingPt_ref = 它有无水物和水合物形式,如六水合物。

三氯化钚可以通过各种反应合成,当中有很多涉及其他钚化合物的,比如草酸钚(III)()、二氧化钚()和({{chem2|PuH_{x}|}})。这些反应也使用氯化氢(HCl)、六氯丙烯()、光气()、四氯化碳()、氯气()等的氯化剂。三氯化钚的无水物和六水合物的结构是已知的。

合成
三氯化钚有几种合成方式。这些方法都涉及钚或的氯化,当中有很多使用草酸钚(III)。将草酸小心加入钚(III)的酸性溶液,即可生成十水合草酸钚(III)()。

:

使用六氯丙烯
由于有毒气体难以处理,六氯丙烯可代替更危险的化合物,用作氯化剂。有报告称用草酸钚(III)()生成钚的产量较高。将和共热,即可制成三氯化钚:

:

性质
三氯化钚的颜色取决于生产方式。三氯化钚由六水合物失水而成时呈石蓝色,若生产过程不涉及水则呈蓝绿色或翠绿色。由气态凝结而成的三氯化钚呈翠绿色固体。

三氯化钚是钚的唯一稳定固态二元氯化物,但钚也有其他气态氯化物。将三氯化钚和氯共热至高温后,它们会生成揮發性较高的。凝结后会变回。

结构
无水物的结构为六方晶系,与三氯化铀()相同。每个钚原子被九个氯原子包围,当中有六个氯原子形成,其中Pu-Cl键长为2.886 Å。每个长方形面上还有一个氯原子形成侧锥,其Pu-Cl键长为2.919 Å。因此,钚原子的配合物结构为。三角柱的三角形底互相连接,构成无限链。这个结构与三溴化钚()和三碘化钚()类似,但三角柱的长方形面上的溴或碘原子离钚原子太远,无法成键。而三氯化钐具有型的结构。

三水合三氯化钚()的结构与三氯化钕()相同。

用途
处理钚金属
三氯化钚是钚金属生产中的重要中间体。钚由四氟化钚和二氧化钚的还原反应生产时,可掺杂杂质,例如可经过Β衰变,生成镅。将带杂质的钚金属放入氯化镁、氯化钠和氯化钾的熔盐混合物,可以去除镅的杂质。钚金属会被氯化镁氧化,生成三氯化钚,而它又被镅还原,形成钚金属。反应为:

:
:
:

镅被氧化后,三氯化镅和熔鹽混合物可以分离出来,留下一小块钚金属。

熔盐堆
三氯化钚是熔盐堆常用的核材料。熔盐堆即是以溶有锕系元素的熔盐(比如氯化钠和三氯化钚的混合物)为燃料的反应堆。因为氯化物熔点低,而且锕系元素在其的溶解度较高,所以熔盐堆经常用含有它们(如三氯化钚)的熔盐。

处理和贮存
由于三氯化钚极易潮解,它必须贮存于受控的干燥环境。

注释
参考文献

评论 (0)

  • 还没有评论,来抢沙发吧。