简介

物理性质

结构

制备

化学性质

相关化合物

简介

英文名：Niobium pentachloride、Niobium(V) chloride

分子式：NbCl5

性质：黄白色单斜结晶。密度2.75g/cm3。熔点204.7℃。沸点254℃。溶于醇、四氯化碳、盐酸。遇水则分解。易潮解。在潮湿空气中分解析出氯化氢。由干燥的水合五氧化铌中，缓慢加入新蒸馏过的亚硫酰氯，在室温下进行反应，通过离心沉降，把未溶解的水合五氧化铌和黄色晶状化合物(六氯合铌酸铵)分离除去，在室温和连续低真空下数小时使亚硫酰氯真空蒸发离析五氯化铌，必要时把产品于约150℃进行真空升华，进一步提纯。用于制造其他铌化合物。

CAS：10026-12-7

物理性质

五氯化铌（化学式：NbCl5）是制备其他铌化合物的常用原料。室温下它为白色结晶，加热到183°C时转变为黄色，熔融时变为橙红色。

五氯化铌摩尔质量270.17g/mol，在204.7℃熔化，254℃沸腾。

五氯化铌能很好地溶解在二氯化二硫(S2Cl2)、四氯化碳(CCl4)、三氯甲烷(CHCl3)、无水乙醇和乙醚中，若将NbCl5的S2Cl2或CCl4溶液冷却，则NbCl5可以重新结晶析出。

结构

固态的五氯化铌为二聚体，含有两个氯桥连的结构，见右图及下图。每个铌原子都为六配位变形八面体构型，两个桥键长为256pm，平键键长225pm，直键键长229.2pm。直键向内变形，与两个氯桥组成的平面形成的角度为83.7°，氯桥的Nb-Cl-Nb键角为101.3°。Nb-Nb距离较长，为398.8pm，不足以产生金属-金属相互作用。

相似的五溴化铌、五氯化钽、五溴化钽等也都采取这种结构。气态时的五氯化铌是单分子的。

制备

五氯化铌由金属铌与稀释的氯气在300-350°C下反应得到，通过升华纯化。没有碳存在时，五氧化二铌直接氯化生成NbOCl3；有碳存在下反应，反应生成的是NbCl5和NbOCl3的混合物。比较纯的五氯化铌可通过铌的硫化物与氯气反应制备。

Nb2O5+3Cl2+3C→2NbOCl3+3CO

Nb2O5+5Cl2+5C→2NbCl5+5CO

Nb2O5+3NbCl5→5NbOCl3

化学性质

易水解为NbOCl3，在潮湿空气中冒烟。

五氯化铌可溶于浓盐酸和硫酸中，依次生成Nb(OH)2Cl4(-)、Nb(OH)Cl3(+)和Nb2O(SO4)4、Nb2O3(SO4)2、Nb2O2(SO4)3、Nb2O4SO4等。当稀释或煮沸这些溶液时，铌的化合物便水解，析出水和氧化物沉淀或胶体。

2Nb2O5+6Cl2←→4NbOCl3+3O2(可逆)反应的平衡常数如下表：

温度(℃)　气相平衡组成(体积%)　
　
　平衡常数

　NbOCl3　O2　Cl2　(“^”后的数字表示次方)

800　0.47　0.36　99.16　2.60X10^-17

900　1.02　0.76　98.22　5.37X10^-15

1000　2.07　1.55　96.38　7.14X10^-13

1100　4.20　3.15　92.65　1.54X10^-10

五氯化铌有较强的氧化性。

相关化合物

五氯化铌的相关化合物有：四氯化铌、四氟化铌、五氟化铌、三氟化铌、三氯化铌、五氟化钽。

五氟化钽和五氟化铌的化学性质相似。上述化合物中的氯原子、氟原子极易被氧原子取代。