三塩化バナジウムとは？わかりやすく解説

塩化バナジウム(III)
	無水物
	Plan view of a single layer in the crystal structure of vanadium(III) chloride
物質名
	IUPAC名 Vanadium(III) chloride; Vanadium trichloride
識別情報
CAS登録番号	7718-98-1 ;
3D model (JSmol)	無水物: Interactive image; 六水和物: Interactive image;
ChemSpider	10801024 ;
ECHA InfoCard	100.028.859
EC番号	231-744-6;
PubChem CID	62647;
RTECS number	YW2800000;
国連/北米番号	2475
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID3064776 ;
	InChI InChI=1S/3ClH.V/h31H;/q;;;+3/p-3 Key: HQYCOEXWFMFWLR-UHFFFAOYSA-K ; InChI=1/3ClH.V/h31H;/q;;;+3/p-3 Key: HQYCOEXWFMFWLR-DFZHHIFOAB ;
	SMILES 無水物: Cl[V](Cl)Cl ; 六水和物: Cl[V-3](Cl)([OH2+])([OH2+])([OH2+])[OH2+].[Cl-].O.O ;
性質
化学式	VCl3
モル質量	157.30 g/mol
外観	紫色の結晶（無水物）; 緑色の結晶（六水和物）
密度	2.8 g/cm3（無水物）; 1.84 g/cm3（六水和物）
融点	350 °C (662 °F; 623 K) 分解、無水物
水への溶解度	溶ける
磁化率	+3030.0·10−6 cm3/mol
構造
結晶構造	三方晶系, hR24
空間群	R3, No. 148
格子定数	a = 6.012 Å, b = 6.012 Å, c = 17.34 Å α = 90°, β = 90°, γ = 120° 無水物
熱化学
標準定圧モル比熱, Cpo	93.2 J mol−1 K−1
標準モルエントロピー So	131.0 J mol−1 K−1
標準生成熱 ΔfHo	−580.7 kJ/mol
ギブズの; 自由エネルギー (ΔfG⦵)	−511.2 kJ/mol
危険性
	GHS表示:
絵表示
重要な用語	Danger
危険性報告	H302, H314
予防報告	P260, P264, P270, P280, P301+P312+P330, P301+P330+P331, P303+P361+P353, P304+P340+P310, P305+P351+P338+P310, P363, P405, P501
NFPA 704（ファイア・ダイアモンド）	3 0 2
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)
	特記無き場合、データは標準状態 (25 °C [77 °F], 100 kPa) におけるものである。 verify (what is ?)

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。

2 VCl₃ + H₂ → 2 VCl₂ + 2 HCl

有機錯体の前駆体としての利用

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

VCl₃(THF)₃ + 3 LiC₆H₂-2,4,6-Me₃ → V(C₆H₂-2,4,6-Me₃)₃(THF) + 3 LiCl

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

^ Sally M. Horner; S. Y. Tyree (1964). “Chloro-Aquo Complexes of Vanadium(III)” (英語). Inorganic Chemistry 3 (8): 1173–1176. doi:10.1021/ic50018a024.
^ Yajima Akimasa; Matsuzaki Ryoko; Saeki Yuzo (1979). “The Thermal Decomposition of Vanadium(III) Chloride Oxide and Its Reaction with Oxygen” (英語). Bulletin of the Chemical Society of Japan 52 (11): 3292–3295. doi:10.1246/bcsj.52.3292.
^ ^a ^b ^c Wilhelm Klemm; Ehrhard Krose (1947). “Die Kristallstrukturen von ScCl₃, TiCl₃ und VCl₃ [The Crystal Structures of ScCl₃, TiCl₃ and VCl₃]” (ドイツ語). Zeitschrift für anorganische Chemie 253 (3–4): 218–225. doi:10.1002/zaac.19472530313.
^ John Rumble (June 18, 2018) (English). CRC Handbook of Chemistry and Physics (99 ed.). CRC Press. pp. 5–40. ISBN 978-1-138-56163-2

Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
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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).
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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

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[crc-4] John Rumble (June 18, 2018) (English). CRC Handbook of Chemistry and Physics (99 ed.). CRC Press. pp. 5–40. ISBN 978-1-138-56163-2

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分子式：	Cl₃V
その他の名称：	塩化バナジウム(III)、三塩化バナジウム、Vanadium trichloride、Vanadium(III) chloride、Vanadium(III) trichloride、Trichlorovanadium(III)
体系名：	バナジウム(III)トリクロリド、トリクロロバナジウム(III)

表話編歴バナジウムの化合物
二元化合物	VBr₂ VBr₃ VBr₄ VC VCl₂ VCl₃ VCl₄ VCl₅ VF₂ VF₃ VF₄ VF₅ VI₂ VI₃ VN VO VO₂ V₂O₃ V₂O₅ VP VS VSe
三元化合物	VBrO VBr₂O VBr₃O V(C₅H₅)₂ VClO VClO₂ VCl₂O VCl₃O V(CO)₆ VFO VF₂O VF₃O VI₂O V(OH)₃ VSO₄ V₂(SO₄)₃
四元・五元化合物	V(C₅H₅)Cl₃ V(C₅H₅)₂Cl₂ V(CH₃COO)₂ V(CH₃COO)₃
カテゴリ

物質名
無水物
Plan view of a single layer in the crystal structure of vanadium(III) chloride
IUPAC名 Vanadium(III) chloride Vanadium trichloride
識別情報
CAS登録番号	7718-98-1
3D model (JSmol)	無水物: Interactive image 六水和物: Interactive image
ChemSpider	10801024
ECHA InfoCard	100.028.859
EC番号	231-744-6
PubChem CID	62647
RTECS number	YW2800000
国連/北米番号	2475
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID3064776
InChI InChI=1S/3ClH.V/h31H;/q;;;+3/p-3 Key: HQYCOEXWFMFWLR-UHFFFAOYSA-K InChI=1/3ClH.V/h31H;/q;;;+3/p-3 Key: HQYCOEXWFMFWLR-DFZHHIFOAB
SMILES 無水物: Cl[V](Cl)Cl 六水和物: Cl[V-3](Cl)([OH2+])([OH2+])([OH2+])[OH2+].[Cl-].O.O
性質
化学式	VCl₃
モル質量	157.30 g/mol
外観	紫色の結晶（無水物）緑色の結晶（六水和物）^[1]
密度	2.8 g/cm³（無水物） 1.84 g/cm³（六水和物）
融点	350 °C (662 °F; 623 K)^[2] 分解、無水物
水への溶解度	溶ける
磁化率	+3030.0·10⁻⁶ cm³/mol
構造
結晶構造	三方晶系, hR24^[3]
空間群	R3, No. 148^[3]
格子定数	a = 6.012 Å, b = 6.012 Å, c = 17.34 Å α = 90°, β = 90°, γ = 120°^[3] 無水物
熱化学^[4]
標準定圧モル比熱, C_p^o	93.2 J mol⁻¹ K⁻¹
標準モルエントロピー S^o	131.0 J mol⁻¹ K⁻¹
標準生成熱 Δ_fH^o	−580.7 kJ/mol
ギブズの自由エネルギー (Δ_fG^⦵)	−511.2 kJ/mol
危険性
GHS表示:
絵表示
重要な用語	Danger
危険性報告	H302, H314
予防報告	P260, P264, P270, P280, P301+P312+P330, P301+P330+P331, P303+P361+P353, P304+P340+P310, P305+P351+P338+P310, P363, P405, P501
NFPA 704（ファイア・ダイアモンド）	3 0 2
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)
特記無き場合、データは標準状態 (25 °C [77 °F], 100 kPa) におけるものである。 verify (what is ^N ?)


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