镧系元素的三氯化物

镧系元素的三氯化物是一组化学式为LnCl3的无机化合物,其中Ln代表任何镧系元素。三氯化物在镧系元素的应用和学术化学研究中是标准的试剂。它们以无水固体和水合物形式存在。

性质
无水固体的熔点从582 °C(Tb)到925 °C(Lu)不等。它们一般呈淡色,通常是白色。

制备
镧系元素的氧化物和碳酸盐在盐酸中溶解,得出水合阳离子的氯盐:
:M2O3 + 6HCl + n H2O → 2[Ln(H2O)n]Cl3

工业途径
无水三氯化物在工业上通过氧化物的碳热反应生产:

;第一步:制备镧系元素的氯铵化物
镧系元素的氧化物和过量氯化铵的混合物进行反应时,会生成五氯化物和六氯化物的无水铵盐。通常需要让混合物在230-250 °C下反应数小时。]]
如上表所示,无水三氯化物主要有两种结构,UCl3和YCl3。UCl3结构有配位数为9的金属原子。只有TbCl3具有的PuBr3结构,其金属原子的配位数为8。其余金属的配位数为6,与三氯化铝一样。

反应
在商业中,用物质(如铝)还原镧系元素的三氯化物,可得所对应的金属:
:LnCl3 + Al → Ln + AlCl3
在某些情况下,三氟化物更常用。

它们与潮湿空气反应生成氯氧化物:
:LnCl3 + H2O → LnOCl + 2 HCl
对研究合成的科学家来说,这个反应反而会产生问题,因为氯氧化物的活泼性较低。

参考文献

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