氯化镨

氯化镨(III)是一种无机化合物，化学式为PrCl3。它是蓝绿色的固体，在潮湿空气中迅速吸水，转变为亮绿色的七水合物。

氯化镨
IUPAC名
氯化镨
Praseodymium(III) chloride
别名 三氯化镨
识别
CAS号 10361-79-2 ?
PubChem 66317
SMILES
 
  • Cl[Pr](Cl)Cl
InChI
 
  • 1S/3ClH.Pr/h3*1H;/q;;;+3/p-3
性质
化学式 PrCl3
247.24 g/mol(无水)
373.77 g/mol(七水) g·mol⁻¹
外观 蓝绿色固体(无水)
亮绿色固体(七水)
密度 4.02 g/cm3(无水)
2.250 g/cm3(七水)
熔点 786 °C
沸点 1905 °C[1]
溶解性（水） 104.0 g/100 ml (13°C)
结构
晶体结构 六方[1]，hP8
空间群 P63/m, No. 176
配位几何 Tricapped trigonal prismatic
(nine-coordinate)
危险性
欧盟编号 未列出
主要危害 有刺激性
相关物质
其他阴离子 三氟化镨
溴化镨
碘化镨
硝酸镨
其他阳离子 氯化铈
氯化钕
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备

氯化镨由金属镨和氯化氢反应得到:[2][3]

2 Pr + 6 HCl → 2 PrCl3 + 3 H2

它通常通过真空升华法提纯[4]

氯化镨的水合物可以由金属镨或碳酸镨(III)与盐酸溶液反应得到：

Pr2(CO3)3 + 6 HCl + 15 H2O → 2 [Pr(H2O)9]Cl3 + 3 CO2

无水氯化镨可以利用氯化铵在400℃对其水合物作用来脱水，[4][5]也可以用氯化亚砜来脱水[4][6][1]：

PrCl3·6H2O + 6 SOCl2 → PrCl3 + 6 SO2↑ + 12 HCl↑

用氧化镨和某些氯化物反应也能得到无水氯化镨[1]：

4 Pr2O3 + 3 S2Cl2 + 9 Cl2 → 8 PrCl3 + 6 SO2 （400~700℃反应）
4 Pr2O3 + 12 S2Cl2 → 8 PrCl3 + 2 SO2 + 18 S （250~500℃反应）
Pr2O3 + 3 SOCl2 → 2 PrCl3 + 3 SO2 (450℃反应)
Pr2O3 + 3 CCl4 → 2 PrCl3 + 3 Cl2 + 3 CO (400~500℃反应)
Pr2O3 + 6 NH4Cl → 2 PrCl3 + 3 H2O + 6 NH3 (加热反应)

化学反应

氯化镨是一种路易斯酸，根据HSAB理论归类为“硬”。对水合氯化镨的迅速加热会产生少量的水解，产生PrOCl。[4][7]

无水氯化镨很容易吸水并潮解[7]，也能吸收氨，生成氨合物（PrCl3·nNH3）。[1]

氯化镨和氯化钾反应，可以形成一个稳定的路易斯酸碱络合物K2PrCl5，这种化合物展现出有趣的光学和磁的性质.[2]

氯化镨的水溶液可以制备难溶的镨化合物。例如，磷酸镨(III)和氟化镨(III)可以通过相应的复分解反应制备：

PrCl3 + K3PO4 → PrPO4 + 3 KCl
PrCl3 + 3 NaF → PrF3 + 3 NaCl

当和碱金属氯化物加热时，会形成一系列的三元化合物，它们的化学式为MPr2Cl7, M3PrCl6、 M2PrCl5和M3Pr2Cl9。（其中M = K, Rb, Cs）[8]

参考资料
  1. 《无机化学丛书》.第七卷 钪 稀土元素.易宪武 等. 科学出版社. ISBN 978-7-03-030574-9. 1.3.3 氧化态+3的化合物. P160. 2. 卤素化合物
  2. J. Cybinska, J. Sokolnicki, J. Legendziewicz, G. Meyer, Journal of Alloys and Compounds, 341, 115–123 (2002).
  3. L. F. Druding, J. D. Corbett, "Lower Oxidation States of the Lanthanides. Neodymium(II) Chloride and Iodide", J. Am. Chem. Soc. 83, 2462 (1961); J. D. Corbett, Rev. Chim. Minerale 10, 239 (1973),
  4. F. T. Edelmann, P. Poremba, in: Synthetic Methods of Organometallic and Inorganic Chemistry, (W. A. Herrmann, ed.), Vol. 6, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1997.
  5. M. D. Taylor, P. C. Carter, "Preparation of anhydrous lanthanide halides, especially iodides", J. Inorg. Nucl. Chem., 24, 387 (1962); J. Kutscher, A. Schneider, Inorg. Nucl. Chem. Lett., 7, 815 (1971).
  6. J. H. Freeman, M. L. Smith, "The preparation of anhydrous inorganic chlorides by dehydration with thionyl chlorid", J. Inorg. Nucl. Chem., 7, 224 (1958).
  7. Rare Earth Coordination Chemistry: Fundamentals and Applications. Chun-Hui Huang. John Wiley & Sons (Asia) Pte. Ltd. 2 Clementi Loop, #02-01, Singapore 129809. p26. 1.5.2 Rare Earth Halide and Perchlorate Compounds
  8. Gerd Meyer, "Ternary Chlorides and Bromides of the Rare-Earth Elements", Inorganic Syntheses, 1990, Volume 30, pp. 72–81. doi:10.1002/9780470132616.ch15

补充阅读
  1. CRC Handbook of Chemistry and Physics (58th edition), CRC Press, West Palm Beach, Florida, 1977.
  2. N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Pergamon Press, 1984.
  3. S. Sugiyama, T. Miyamoto, H. Hayashi, M. Tanaka, J. B. Moffat Journal of Molecular Catalysis A, 118, 129-136 (1997).
  4. Druding L. F., Corbett J. D., Ramsey B. N. . Inorganic Chemistry. 1963, 2 (4): 869–871. doi:10.1021/ic50008a055.
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