Важнейшие соединения тантала.

Соединения одновалентного тантала.

Оксид тантала (I) Ta2O. Черные орторомбические кристаллы. Получают восстановлением Ta2S5 углем или металлическим танталом при нагревании.

Соединения двухвалентного тантала.

Оксид тантала (II) TaO. Черный порошок, состоящий из кубических кристаллов. Получают частичным восстановлением Ta2О5 углем в электрической печи при давлении 10-20 мм рт. ст.

Хлорид тантала (II) TaCl2. Темно-зеленое вещество.Плотность равна 4,76 г/см3 [2]. Мало растворим в холодной воде. Окисляется в теплой воде с выделением водорода до хлорида и гидроксида тантала (III). Получают нагреванием TaCl5 с металлическим алюминием и хлоридом алюминия при нагревании.

Бромид тантала (II) TaBr2. Твердое неустойчивое вещество черного цвета, которое реагирует с водой с выделением водорода.

Соединения трехвалентного тантала.

Гидроксид тантала (III) Ta(OH)3. Зеленый студнеобразный, очень легко окисляющийся осадок с амфотерными свойствами. Получают действием щелочей на хлорид тантала (III).

Фторид тантала (III) TaF3. Серовато-белые кубические кристаллы. Мало растворим в воде и кислотах. Реагирует при нагревании с царской водкой и азотной кислотой. Получают действием смеси паров водорода и плавиковой кислоты на металлический тантал при нагревании.

Хлорид тантала (III) TaCl3. Темно-зеленое твердое вещество. Плотность равна 3,84 г/см3 [2]. Растворяется в воде. Водный раствор неустойчив. Известен кристаллогидрат 3TaCl3.Н2О. Получают нагреванием TaCl5 с металлическим алюминием и хлоридом алюминия в вакууме.

Бромид тантала (III) TaBr3. Зеленый порошок, плохо растворимый в эфире. Растворяется в воде и спиртах. Обладает восстановительными свойствами. Во влажном воздухе мгновенно окисляется до Ta2O5. Получают восстановлением TaBr5 водородом при нагревании или обработкой металлического тантала бромоводородной кислотой.

Соединения четырехвалентного тантала.

Оксид тантала (IV) TaO2. Тугоплавкий порошок коричневого цвета. При нагревании на воздухе или с KNO3 превращается в Ta2О5. Мало растворим в кислотах и царской водке. Получают частичным восстановлением Ta2О5 углем при 1700оС.

Хлорид тантала (IV) TaCl4. Твердое вещество зеленого цвета. Плотность равна 3,57 г/см3 [2]. Реагирует с водой и щелочами. Обладает восстановительными свойствами. Получают при взаимодействии TaCl3 с TaCl5 или TaCl5 с металлическим алюминием.

Сульфид тантала (IV) TaS2. Металлоподобное твердое вещество серого цвета. При сжигании на воздухе или кипячении с азотной, серной кислотами, царской водкой превращается в Ta2O5, а при кипячении с КОН - в танталат калия. Получают прямым взаимодействием элементов при высокой температуре, действием паров сероуглерода или смеси сероводорода с сероуглеродом на оксид тантала (V).

Соединения пятивалентного тантала.

Оксид тантала (V) Ta2O5. Существует в виде белого порошка, а также в виде двух кристаллических модификаций (a -Ta2О5 – ромбическая и b-Ta2О5 – тетрагональная), бесцветных, диамагнитных. tпл=1872°С, плотность равна 8,2-8,7 г/см3 [2]. Нерастворим в воде и кислотах (кроме плавиковой). Проявляет амфотерные свойства. Получают нагреванием металлического тантала в кислороде, нагреванием оксидов TaО, Ta2О3, TaО2 в кислороде. Применяют для получения специальных стекол, в производстве изоляционных материалов, для свечей автомоторов и нитей накаливания, а также в качестве катализатора окисления, этерификации и дегидратации.

Фторид тантала (V) TaF5. Двулучепреломляющие гигроскопичные бесцветные призмы. tпл=97°С, tкип=230°С, плотность равна 4,74 г/см3 [2]. Растворяется в S2Cl2, CHCl3, CCl4, BrF3, CS2, дымящей азотной кислоте, концентрированной хлороводородной или серной кислоте при нагревании. Мало растворим в этиловом спирте, уксусной кислоте, эфире. Гидролизуется водой. Получают прямым взаимодействием элементов при 250°С, действием плавиковой кислоты на TaCl5.

Хлорид тантала (V) TaCl5. Желтые гексагональные кристаллы. tпл=217°С, tкип=234°С, плотность равна 3,68 г/см3 [2]. Дымит на воздухе. Бурно реагирует с водой. Растворяется в сероуглероде, спирте, эфире, уксусной кислоте. Мало растворим в хлороформе, тетрахлорметане, бензоле. Получают непосредственно из элементов, нагреванием нитрида, сульфида или карбида тантала в атмосфере хлора, действием хлора на нагретую смесь оксида тантала (V) с углем.

Бромид тантала (V) TaBr5. Гигроскопичные пластинчатые кристаллы желтого цвета. tпл=280°С, tкип=349°С, плотность равна 4,67 г/см3 [2]. Дымит на воздухе. Гидролизуется водой. Растворяется в метиловом спирте, абсолютном спирте и безводных тетрахлорметане и сероуглероде. Получают действием паров брома на нагретый металлический тантал или пропусканием паров брома над нагретой смесью оксида тантала (V) с углем.

Иодид тантала (V) TaI5. Темно-коричневые пластинчатые кристаллы. tпл=496°С, tкип=543°С [2]. Гидролизуется водой. Мало растворим в органических растворителях типа бензола, тетрахлорметана, хлороформа и сероуглерода. Получают многократной перегонкой TaBr5 с безводным HI.

Литература

1. Турова Н.Я. Справочные таблицы по неорганической химии. «Химия». Л. 1977. -116 с.

2. Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Том 1. -М.: «Мир». 1971. -560 с.; Рипан Р., Читяну И. Неорганическая химия. Том 2. -М.: «Мир». 1972. -872 с.

3. Термические константы веществ. /Под ред. В.П. Глушко, ВИНИТИ. -М.:, 1965-1981. Вып. I-X.

4. Краткий справочник физико-химических величин. /Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой. -Л.: Химия. 1983.

<К элементу тантал>

<Назад в периодическую систему>