Le chlorure de niobium(V) est un composé minéral à base des éléments chlore Cl et niobium Nb, corps chimique de formule simplifiée .
Propriétés physiques et chimiques, structure Dans les conditions normales de température et de pression, il se présente sous la forme d'un solide cristallin de maille monoclinique et de couleur jaune. Il s'hydrolyse à l'air humide facilement en oxychlorures. Il se décompose dans l'eau froide. Il est soluble dans l'éthanol et dans l'acide chlorhydrique, ainsi que le chloroforme, tétrachlorure de carbone .
Les échantillons préparés sont souvent contaminés par de petites quantités d' (). Il est tout de même possible de le purifier par sublimationF. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry (4th ed.), New York: Wiley, 1980, .
La structure du pentachlorure de niobium expliquent ces principales propriétés physiques.
Structure moléculaire
À l'état solide, deux unités de chlorure de niobium(V) s'associent par des ponts dichlore stabilisés pour former un dimère, dans une géométrie moléculaire bi-octaédrique grossièrement déformée, où chaque atome de niobium est hexacoordiné, c'est-à-dire avec une coordination de six.
Les longueurs de liaisons sont les suivantes : liaison équatoriale entre niobium et chlore terminal : liaison équatoriale entre niobium et chlore au niveau du pontage ou des ponts : Liaison axiale entre niobium et chlore : L'angle entre un plan axial et équatorial vaut environ 83,7° et l'angle Nb-Cl-Nb vaut près de 101,3°. Il n'y a pas d'interaction métal-métal (entre les atomes de niobium) car ces centres métalliques sont trop éloignés ()Cotton, F.A., P. A. Kibala, M. Matusz and R. B. W. Sandor (1991). "Structure of the Second Polymorph of Niobium Pentachloride". Acta Crystallogr. C 47 (11): 2435–2437. doi:10.1107/S0108270191000239..
Le bromure de niobium (), le chlorure de tantale () et le bromure de tantale () possèdent une même structure ou géométrie moléculaire similaire, alors que l'iodure de niobium () et l'iodure de tantale () diffèrent par leurs structures moléculaires.
Préparation et production 252x252px|thumb|left|Phase liquide et vapeur de pentachlorure de niobium Au laboratoire, est le plus souvent préparé par chloration du pentoxyde de niobium (), soit par réaction avec du chlorure de thionyle , soit par chloration directe par en présence de carbone à D. Brown "Niobium(V) Chloride and Hexachloroniobates(V)" Inorganic Syntheses, 1957 Volume 9, .doi:10.1002/9780470132401.ch24. Dans les deux cas, les réactions restent incomplètes et laissent inévitablement de l'oxychlorure en petites quantités. Tout se passe comme si entre l'hydrolyse ou oxydation complète (pentaoxyde de niobium), et la chloration complète (pentachlorure de niobium), l'état le plus stable était représenté par des oxohalogénures.
Dans l'industrie, le chlorure de niobium(V) est préparé directement par chloration du niobium métallique porté à une température entre 300 et 350 , à pression atmosphérique selon la réaction suivanteJoachim Eckert, Hermann C. Starck "Niobium and Niobium Compounds" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a17_251 : 2 solide + 5 gaz → 2 gaz, ensuite condensé après refroidissement
C'est la principale technique utilisée en industrie.
Utilisations Il est souvent utilisé comme précurseur pour former d'autres composés du niobiumCotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey (1980), Advanced Inorganic Chemistry (4th ed.), New York: Wiley, .
est le principal précurseur pour former des composés organo-métalliques du type Nb-O− utilisés lors des procédés sol-gel. Il est aussi précurseur pour beaucoup d'autres composés. En chimie organique, , qui est un acide de Lewis, permet d'activer l'alcène ou la double liaison carbone-carbone lors des réactions entre "ène" et "ènophile", aussi bien dans les réactions générales "Alder-ène" que dans la classique réaction de Diels-Alder. Le chlorure de niobium peut aussi générer des composés inorganiques azotés du type N-acyliminium à partir de pyrrolidines qui servent de substrat à des nucléophiles comme l'allyltrimethylsilane, l'indole ou encore l'éther d'énol silylé de benzophénoneAndrade, C. K. Z.; Rocha, R. O.; Russowsky, D.; & Godoy, M. N. (2005). "Studies on the Niobium Pentachloride-Mediated Nucleophilic Additions to an Enantiopure Cyclic N-acyliminium Ion Derived from (S)-malic acid" (PDF). J. Braz. Chem. Soc. 16 (3b): 535–539. doi:10.1590/S0103-50532005000400007..
Références
Niobium Catégorie:Composé du niobium Catégorie:Halogénure de métal