塩化ビスマス(III)とは？わかりやすく解説

塩化ビスマス(III)
	IUPAC名 Bismuth chloride
	別称三塩化ビスマス、トリクロロビスマス、トリクロロビスムチン
識別情報
CAS登録番号	7787-60-2 ;
3D model (JSmol)	Interactive image;
ChemSpider	22993 ;
ECHA InfoCard	100.029.203
PubChem CID	24591;
RTECS number	EB2690000;
UNII	4X6566U3SD ;
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID3064851 ;
	InChI InChI=1S/Bi.3ClH/h;31H/q+3;;;/p-3 Key: JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K ; InChI=1/Bi.3ClH/h;31H/q+3;;;/p-3 Key: JHXKRIRFYBPWGE-DFZHHIFOAJ ;
	SMILES Cl[Bi](Cl)Cl ;
特性
化学式	BiCl3
モル質量	315.34 g/mol
外観	吸湿性の白黄色結晶
密度	4.75 g/cm3
融点	227 °C, 500 K, 441 °F
沸点	447 °C, 720 K, 837 °F
水への溶解度	可溶、加水分解
溶解度	メタノール、ジエチルエーテル、アセトンに可溶
磁化率	−26.5·10−6 cm3/mol
構造
結晶構造	立方晶系
熱化学
標準定圧モル比熱, Cpo	0.333 J/(g K)
標準モルエントロピー So	82.9 J/(K mol)
標準生成熱 (ΔfH⦵298)	−1.202 kJ/g
危険性
NFPA 704（ファイア・ダイアモンド）	2 0 0
	致死量または濃度 (LD, LC)
半数致死量 LD50	3324 mg/kg, 経口投与 (ラット)
安全データシート (SDS)	JT Baker
関連する物質
その他の; 陰イオン	フッ化ビスマス(III); 次サリチル酸ビスマス; 酸化ビスマス(III)
その他の; 陽イオン	塩化鉄(III); 塩化マンガン(II); 塩化コバルト(II)
	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。

塩化ビスマス(III)（えんかビスマス、英語: bismuth(III) chloride）は、化学式BiCl₃で表される無機化合物である。共有結合性の化合物であり、Bi³⁺イオンの一般的な供給源となる。気体または結晶中では、VSEPR則に従いピラミッド型の構造を持つ。

合成

塩化ビスマス(III)は、塩素をビスマスに通すことで直接合成することができる。

2 Bi + 3 Cl₂ → 2 BiCl₃

もしくは、王水中でビスマス金属を溶解させ、混合物を蒸発させてBiCl₃·2H₂Oを得て、これを蒸留することで無水物の塩化ビスマス(III)が得られる^[1]。

あるいは、酸化ビスマス(III)に塩酸を加え、溶液を蒸発させることでも得られる。

Bi₂O₃ + 6 HCl → 2 BiCl₃ + 3 H₂O

また、ビスマスを濃硝酸に溶かし、固体の塩化ナトリウムを溶液に加えることでも得ることができる^[2]。

Bi + 6 HNO₃ → Bi(NO₃)₃ + 3 H₂O + 3 NO₂

Bi(NO₃)₃ + 3 NaCl → BiCl₃ + 3 NaNO₃

構造

気相において、結合角97.5°、結合長242 pmのCi-Bi-Cl結合を持つピラミッド構造をとる^[3]。固相においては、それぞれのビスマス原子が250 pm、324 pm、また平均336 pmに位置する三つの隣接する原子を持ち^[4]、上記の画像は三つの隣接する原子を強調している。このような構造は、塩化ヒ素(III)、臭化ヒ素(III)、塩化アンチモン(III)、臭化アンチモン(III)の構造に類似する。

化学的性質

塩化ビスマス(III)は、容易に塩化酸化ビスマスに加水分解する^[5]。

Bi³⁺(aq) + Cl⁻(aq) + H₂O(l) ⇌ BiOCl (s) + 2 H⁺(aq)

この反応は、塩酸などの酸を加えることで逆反応を起こすことができる^[6]。

固体の塩化ビスマス(III)と50℃未満の水蒸気との反応は、一水和物の中間体BiCl₃·H₂Oを生成する^[7]。

塩化ビスマス(III)は酸化剤であり、還元剤によって容易に金属ビスマスへ還元される。

錯体

傾向から予想されるのとは対照的に、塩化ビスマス(III)はルイス酸であり、オクテット則に反する[BiCl₆]³⁻のような様々な塩素錯体を形成する。さらに、これらの錯体の八面体構造は、ビスマスの孤立電子対が予期せず立体化学的に不活性であるため、VSEPR則の予測に従わない。しかし、2価の陰イオンの[BiCl₅]²⁻は、予測通りの方錐構造をとる^[8]。


Cs₃[BiCl₆]	Cs₃[BiCl₆]	[BiCl₆]³⁻

有機触媒作用

塩化ビスマス(III)は、有機合成における触媒として用いられ、特に、マイケル反応や向山アルドール反応を触媒する。他のヨウ化金属を加えることで、さらに触媒作用を高めることができる^[9]。

脚注

^ Godfrey, S. M.; McAuliffe, C. A.; Mackie, A. G.; Pritchard, R. G. (1998). Nicholas C. Norman. ed. Chemistry of arsenic, antimony, and bismuth. Springer. p. 90. ISBN 0-7514-0389-X
^ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
^ Töke, Orsolya, and Magdolna Hargittai. "Molecular structure of bismuth trichloride from combined electron diffraction and vibrational spectroscopic study." Structural Chemistry 6.2 (1995): 127–130.
^ Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition, pp. 879–884, Oxford Science Publications, ISBN 0-19-855370-6
^ Joel Henry Hildebrand (2008). Principles of Chemistry. BiblioBazaar, LLC. p. 191. ISBN 978-0-559-31877-1
^ Frank Welcher (2008). Chemical Solutions. READ BOOKS. p. 48. ISBN 978-1-4437-2907-9
^ Wosylus, Aron; Hoffmann, Stefan; Schmidt, Marcus; Ruck, Michael (2010). “In-situ Study of the Solid-Gas Reaction of BiCl₃ to BiOCl via the Intermediate Hydrate BiCl₃·H₂O”. European Journal of Inorganic Chemistry 2010 (10): 1469–1471. doi:10.1002/ejic.201000032. ISSN 1434-1948.
^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
^ Hitomi Suzuki; Yoshihiro Matano (2001). Organobismuth chemistry. Elsevier. pp. 403–404. ISBN 0-444-20528-4

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[norman1-1] Godfrey, S. M.; McAuliffe, C. A.; Mackie, A. G.; Pritchard, R. G. (1998). Nicholas C. Norman. ed. Chemistry of arsenic, antimony, and bismuth. Springer. p. 90. ISBN 0-7514-0389-X

[2] Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8

[3] Töke, Orsolya, and Magdolna Hargittai. "Molecular structure of bismuth trichloride from combined electron diffraction and vibrational spectroscopic study." Structural Chemistry 6.2 (1995): 127–130.

[Wells-4] Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition, pp. 879–884, Oxford Science Publications, ISBN 0-19-855370-6

[5] Joel Henry Hildebrand (2008). Principles of Chemistry. BiblioBazaar, LLC. p. 191. ISBN 978-0-559-31877-1

[6] Frank Welcher (2008). Chemical Solutions. READ BOOKS. p. 48. ISBN 978-1-4437-2907-9

[WosylusHoffmann2010-7] Wosylus, Aron; Hoffmann, Stefan; Schmidt, Marcus; Ruck, Michael (2010). “In-situ Study of the Solid-Gas Reaction of BiCl₃ to BiOCl via the Intermediate Hydrate BiCl₃·H₂O”. European Journal of Inorganic Chemistry 2010 (10): 1469–1471. doi:10.1002/ejic.201000032. ISSN 1434-1948.

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

[9] Hitomi Suzuki; Yoshihiro Matano (2001). Organobismuth chemistry. Elsevier. pp. 403–404. ISBN 0-444-20528-4

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分子式：	BiCl₃
その他の名称：	塩化ビスマス(III)、Bismuth chloride、Bismuth trichloride、Trichlorobismuthine、Trichlorobismuth(III)
体系名：	ビスマス(III)トリクロリド、ビスマストリクロリド、トリクロロビスムチン、トリクロロビスマス(III)

表話編歴ビスマスの化合物
二元化合物	BiBr₃ BiCl₃ BiF₃ BiF₅ BiH₃ BiI₃ Bi₂O₃ Bi₂O₅ Bi₂S₃ Bi₂Se₃ Bi₂Te₃
三元化合物	BiAsO₄ Bi(CH₃COO)₃ Bi₂(CO₃)O₂ Bi(NO₃)₃ Bi(OH)₃ Bi₂(SO₄)₃ HBiO₃
カテゴリ

表話編歴塩素の化合物
Cl(I)	ClF ClNO₃ Cl₂O Cl₂O₂（英語版） HClO
Cl(I,VII)	Cl₂O₄（英語版）
Cl(II)	ClO
Cl(III)	ClF₃ HClO₂
Cl(IV)	ClO₂
Cl(V)	ClF₅ Cl₂O₅ ClOF₃（英語版） ClO₂F HClO₃
Cl(V,VII)	Cl₂O₆（英語版）
Cl(VII)	Cl₂O₇ ClO₂F₃ ClO₃F HClO₄
カテゴリ


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