塩化バナジウム(III)

塩化バナジウム(III)
IUPAC名 塩化バナジウム(III)
別称 三塩化バナジウム
識別情報
CAS登録番号	7718-98-1
RTECS番号	YW2800000
特性
化学式	VCl3
モル質量	157.30 g/mol
外観	紫色結晶
密度	3 g/cm3
融点	分解
水への溶解度	可溶
構造
配位構造	八面体形
危険性
引火点	不燃性
関連する物質
その他の陰イオン	フッ化バナジウム(III) 臭化バナジウム(III) ヨウ化バナジウム(III)
その他の陽イオン	塩化バナジウム(II) 塩化バナジウム(IV) 塩化チタン(III) 塩化鉄(III)
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

塩化バナジウム(III)（えんかバナジウム さん、Vanadium(III) chloride）は、化学式が VCl₃ と表されるバナジウムの塩化物である。紫色の結晶で、他のバナジウム(III)錯体の前駆体として用いられる。2個の不対電子を持つため常磁性である。

構造

塩化バナジウム(III)の結晶構造は、ヨウ化ホウ素 BI₃ とよく似た六方最密充填構造である。臭化バナジウム(III)とヨウ化バナジウム(III)は同じ結晶構造だが、フッ化バナジウム(III)は酸化レニウム(VI)と似た構造をとる。

合成

不活性ガス雰囲気下で 160-170℃ で VCl₄ を加熱すると、VCl₃ と Cl₂ に分解する。明赤色の液体が紫色の固体に変化するのを目で確認することができる。VCl₃ をさらに加熱すると、不均化して VCl₄ と VCl₂ に分解する。

反応

V(III) の錯体は様々な色を示す。

アクア錯体

VCl₃ は水に溶けて緑色の六水和物となる。化学式は [VCl₂(H₂O)₄]Cl・2H₂O と表されるが、あまり参考にはならない。水分子のうちの2つは、Fe(III) 錯体と同じようにあまり中心元素と結合していない。[VCl₂(H₂O)₄]⁺ の塩化物イオンを2つ除去すると [V(H₂O)₆]³⁺ イオンの水溶液が得られる。

他の配位子との錯体

VCl₃ は多くの配位子と錯体を形成する。代表例として、テトラヒドロフラン錯体 VCl₃(THF)₃ やアセトニトリル錯体 VCl₃(MeCN)₃ がある。

KCN水溶液に溶かすことで、VCl₃ は [V(CN)₇]⁴⁻ イオンを形成する。低周期の金属元素は、典型的に、小さい配位子と6以上の配位数の錯体を作る。相補的により高周期の金属元素は、大きな配位子との錯体を作る傾向がある。例として VCl₃(NMe₃)₂ が挙げられる。

還元

水素を通じながら VCl₃ を 675-700 ℃ で加熱すると、VCl₃ を VCl₂ に還元することができる。

${\ce {{2VCl3}+ H2 -> {2VCl2}+ 2HCl}}$

有機錯体の前駆体としての利用

高い反応性を持つ V(mesityl)3 は VCl3 を前駆体として合成することができる。

${\ce {{VCl3(THF)3}+{3LiC6H2-2,4,6-Me3}-> {V(C6H2-2,4,6-Me3)3(THF)}+{3LiCl}}}$

この化合物は、適当な状況下では CO と N₂ を結合させることができる。

引用

• Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
• Young, R. C.; Smith, M. E. "Vanadium(III) Chloride" Inorganic Syntheses volume IV, page 128-130, 1953.
• Young, R. C.; Smith, M. E. "Vanadium(II) Chloride" Inorganic Syntheses volume IV, page 126-127, 1953.
• Manzer, L. E. "Tetrahydrofuran Complexes of Selected Early Transition Metals," Inorganic Synthesis. 21, 135-140, (1982).
• Vivanco, M.; Ruiz, J.; Floriani, C.; Chiesi-Villa, A.; Rizzoli, C. "Chemistry of the vanadium-carbon .sigma. bond. 1. Insertion of carbon monoxide, isocyanides, carbon dioxide, and heterocumulenes into the V-C bond of Tris(mesityl)vanadium(III)" Organometallics1993 volume 12, 1794-1801. doi:10.1021/om00029a042
• Donovan, W. F.; Smith, P. W. "Crystal and Molecular Structures of Aquahalogenovanadium(1ii) Complexes. Part 1. X-Ray Crystal Structure of trans-Tetrakisaquadibromovanadium(III) Bromide Dihydrate and the lsomorphous Chloro-compound" Journal of the Chemical Society, Daltor Transactions." 1975, pages 894-896. doi:10.1039/DT9750000894