✨Tantal(V) fluoride

Tantan(V) fluoride là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học TaF₅. Nó là một trong những hợp chất chính của tantan. Nó mang tính chất đặc trưng của một số pentafluoride, dễ bay hơi nhưng tồn tại dưới dạng oligomer ở trạng thái rắn.

Chuẩn bị và cấu trúc

Nó được điều chế bằng cách xử lý kim loại tantan với khí fluor. NbF₅ được điều chế tương tự.

TaF₅ rắn và nóng chảy đều là tetramer, bao gồm bốn tâm TaF₆ được liên kết thông qua các tâm fluoride bắc cầu. Khí TaF₅ có cấu trúc hình chóp tam giác với nhóm đối xứng D_3h.

Phản ứng và dẫn xuất

Xu hướng của TaF₅ là tạo thành các chất ở trạng thái rắn cho thấy tính acid Lewis của monome. Thật vậy, TaF₅ phản ứng với các hợp chất chứa ion fluoride để tạo ra các ion TaF₆⁻, TaF₇²⁻ và TaF₈³⁻. Với các base Lewis trung tính, chẳng hạn như đietyl ete, TaF₅ tạo thành các phức chất.

TaF₅ được sử dụng kết hợp với HF làm chất xúc tác cho quá trình alkyl hóa ankan, anken và proton hóa các hợp chất thơm. Hệ TaF₅–HF ổn định trong môi trường khử, không giống như hệ SbF₅–HF. Khi có ion fluoride, tantan(V) fluoride tạo thành anion TaF₈³⁻, TaF₇²⁻ hoặc TaF₆⁻, tùy thuộc vào bản chất của phản ứng và nồng độ của HF. Nồng độ cao của HF có lợi cho hexafluoride do sự hình thành HF₂⁻: :TaF₇²⁻ + HF ⇌ TaF₆⁻ + HF₂⁻ Các muối M₃TaF₈ đã được kết tinh. Đối với K⁺=M⁺, các tinh thể bao gồm anion TaF₇²⁻ cùng với một fluoride không phối hợp đến Ta(V). Đối với M⁺=M⁺, các tinh thể có TaF₈³⁻. :trái|nhỏ|298x298px| Mặt cắt của cấu trúc Na₃TaF₈ (Na = tím, Ta = xanh lam, F = xanh lục).

Liên quan đến việc tách Ta và Nb

Trong quy trình Marignac, Nb và Ta được tách ra bằng cách kết tinh phân đoạn K₂TaF₇ từ dung dịch acid fluorhydric. Trong những điều kiện này, niobi tạo thành K₂NbOF₅, dễ hòa tan hơn K₂TaF₇. Khử K₂TaF₇ bằng natri sẽ cho Ta kim loại.

Hợp chất khác

TaF₅ còn tạo một số hợp chất với NH₃, như TaF₅·3NH₃ là tinh thể không màu.