Tétrachlorure d'hafnium
Modèle:Infobox Chimie Le tétrachlorure d'hafnium, ou chlorure d'hafnium(IV), est un composé chimique de formule brute Modèle:Fchim. Il s'agit d'un solide incolore utilisé dans de nombreuses applications très spécialisées, notamment en science des matériaux et comme catalyseur. C'est également le précurseur de la plupart des composés organométalliques de l'hafnium.
Propriétés chimiques
Le tétrachlorure d'hafnium peut être obtenu par différents procédés apparentés :
- en faisant réagir du tétrachlorométhane Modèle:Fchim sur de l'oxyde d'hafnium(IV) Modèle:Fchim à plus de Modèle:Tmp[1]Modèle:,[2] avec dégagement de phosgène Modèle:Fchim :
- [[Oxyde d'hafnium(IV)|Modèle:Fchim]] + 2 [[Tétrachlorométhane|Modèle:Fchim]] → Modèle:Fchim + 2 [[Phosgène|Modèle:Fchim]] ;
- par chloration d'un mélange de carbone et d'oxyde d'hafnium(IV) au-dessus de Modèle:Tmp à l'aide de chlore Modèle:Fchim ou de chlorure de soufre Modèle:Fchim[3]Modèle:,[4] :
- [[Oxyde d'hafnium(IV)|Modèle:Fchim]] + 2 [[Dichlore|Modèle:Fchim]] + C → Modèle:Fchim + [[Dioxyde de carbone|Modèle:Fchim]] ;
- par chloration de carbure d'hafnium HfC au-dessus de Modèle:Tmp[5].
Le tétrachlorure d'hafnium réagit rapidement avec l'eau, en libérant de l'acide chlorhydrique et des oxychlorures, qui contaminent progressivement les échantillons les plus vieux :
- Modèle:Fchim + [[Eau|Modèle:Fchim]] → 2 [[Acide chlorhydrique|Modèle:Fchim]] + Modèle:Fchim.
Le tétrahydrofurane (THF) forme un complexe[6] soluble dans les solvants organiques et utilisé pour cela pour préparer d'autres complexes d'hafnium :
- Modèle:Fchim + 2 [[Tétrahydrofurane|Modèle:Fchim]] → Modèle:Fchim.
Les réactifs de Grignard réagissent avec le tétrachlorure d'hafnium selon des métathèses, qui permettent par exemple de préparer le tétrabenzylhafnium.
Avec les alcools, le tétrachlorure d'hafnium donne des alcoolates dont la structure est complexe :
- Modèle:Fchim + 4 ROH → Modèle:Fchim + 4 HCl.
La réduction du tétrachlorure d'hafnium est particulièrement difficile. Elle peut cependant être réalisée avec le NaK en présence de ligands phosphine[7] :
- 2 Modèle:Fchim + 2 K + 4 [[Triéthylphosphine|Modèle:Fchim]] → Modèle:Fchim + 2 KCl.
Le dihafnium produit, de couler vert foncé, est diamagnétique. La diffractométrie de rayons X montre que ce complexe adopte une structure bioctaédrique à arête commune, très semblable à l'analogue structurel au zirconium.
Applications
Le tétrachlorure d'hafnium est le précurseur de catalyseurs Ziegler-Natta très actifs[8] utilisés notamment pour la production de propène Modèle:Fchim. Ces catalyseurs dérivent typiquement du tétrabenzylhafnium
Le tétrachlorure d'hafnium est un acide de Lewis efficace pour diverses applications en synthèse organique. Ainsi, le ferrocène est alkylé plus efficacement par l'allyldiméthylchlorosilane avec le tétrachlorure d'hafnium[9] qu'avec le chlorure d'aluminium Modèle:Fchim.
Le tétrachlorure d'hafnium est également un précurseur courant pour le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) d'oxyde d'hafnium(IV) Modèle:Fchim et de silicate d'hafnium(IV) Modèle:Fchim, des matériaux [[Diélectrique high-k|diélectriques Modèle:Nobr]] utilisés dans les circuits intégrés haute densité modernes.
Notes et références
- ↑ Modèle:En Kirk-Othermer, « Encyclopedia of Chemical Technology » Vol. 11, Modèle:4e éd, 1991.
- ↑ Modèle:Article Modèle:DOI
- ↑ Modèle:En B. S. Hopkins, Chapters in the chemistry of less familiar elements, Chapter 13, Hafnium, p. 7.
- ↑ Modèle:En J. Hala, Halides, « Oxyhalides and Salts of Halogen Complexes of Titanium, Zirconium, Hafnium, Vanadium, Niobium and Tantalum », vol. 40, p. 176–177, 1970.
- ↑ Modèle:En S. V. Elinson, K. I. Petrov, « Analytical Chemistry of the Elements: Zirconium and Hafnium », vol. 11, 1969.
- ↑ Modèle:Article Modèle:DOI
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