Le chlorure de titane(), ou trichlorure de titane, est un composé chimique de formule . Il s'agit d'un solide cristallisé, connu sous quatre polymorphes, tous construits autour de centres Ti() en coordination octaédrique, mais se distinguant par leur cristallographie ainsi que par leurs propriétés magnétiques. Il existe également des hydrates de ce composé. est l'un des halogénures de titane les plus courants et un catalyseur important pour la production de polyoléfines.

Structure Dans le , chaque atome de titane possède un électron d, ce qui rend ses dérivés paramagnétiques, c'est-à-dire réagissant aux champs magnétiques. Les solutions de chlorure de titane() sont violettes, en raison de l'excitation de cet électron d. La couleur est peu intense puisque la transition est interdite par la .

Parmi les différents polymorphes de , le se présente sous forme d'aiguilles brunes constituées de chaînes d'octaèdres partageant leurs faces opposées de sorte que la distance minimale soit de , suffisamment petite pour suggérer des interactions fortes. Les formes , et sont des solides violets dans lesquels la structure cristalline est lamellaire, avec des ions chlorure disposés en arrangement hexagonal compact dans l' et cubique à faces centrées dans le , tandis que le est intermédiaire entre ces deux formes. Les octaèdres partagent leurs arêtes dans chacun de ces polymorphes, avec une distance minimale entre deux cations de titane adjacents de , distance élevée qui écarte l'éventualité de liaisons directes, à la différence des trihalogénures des métaux plus lourds du , zirconium et hafnium, pour lesquels une liaisons est observée, probablement en raison de la différence de rayon ionique entre ces atomes Norman N. Greenwood et Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, , Butterworth-Heinemann, 1997. .

Synthèse

On produit généralement le trichlorure de titane par réduction du tétrachlorure de titane , ce qui se faisait initialement avec de l'hydrogène. : 2 + ⟶ 2 HCl + 2 .

En particulier, la réaction de vapeur de avec une grande quantité d'hydrogène dans une enceinte chauffée à donne une poudre violette d'.

On obtient également du par réduction de avec, par exemple, du titane ou de l'antimoine ainsi que par réaction du titane métallique avec de l'acide chlorhydrique à chaud Georg Brauer, en collaboration avec Marianne Baudler, Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie, révisée, , Ferdinand Enke, Stuttgart, 1978, . : 3 + Ti ⟶ 4 ; 3 + Sb ⟶ 3 + .

La réaction avec des composés alkylaluminiques donne du brun cristallisé.

Réactions

Le trichlorure de titane est très réactif. Il est rapidement hydrolysé dans l'eau et peut être pyrophorique dans l'air.. Il est facilement réduit avec de l'aluminium et est commercialisé en mélange avec du chlorure d'aluminium pour former du . Ce mélange peut être séparé pour donner du trichlorotris(tétrahydrofurane)titane() . bleu clair par traitement avec le tétrahydrofurane. (). Les ligands de ce complexe octaédrique adoptent une disposition méridienne.. + 3 ⟶ .

Un complexe vert foncé analogue provient de la complexation avec la diméthylamine . Dans une réaction où tous les ligands sont échangés, est un précurseur de l'., complexe bleu .

Le chlorure de titane(II) plus réduit est préparé par dismutation thermique de à . La réaction est favorisée par l'élimination du volatil : 2 ⟶ + .

Les halogénures ternaires, tels que , ont une structure qui dépend du cation A ajouté.. Par exemple, le chlorure de césium CsCl traité avec du chlorure de titane(II) et de l'hexachlorobenzène produit de l'heptachlorodititanate de césium cristallin. Dans ce type de structures, présente une géométrie de coordination octaédrique..

Applications

Le trichlorure de titane est le principal catalyseur Ziegler-Natta, assurant une partie importante de la production industrielle de polyéthylène. L'activité catalytique de cette substance dépend fortement du polymorphe , , ou utilisé et du mode de préparation....

est également un réactif spécialisé pour la synthèse organique, utile pour les réactions de couplage réducteur, souvent en présence de réducteurs ajoutés tels que le zinc. Il réduit les oximes en imines.. Il se dégrade lentement à l'air libre, ce qui peut conduire à des résultats aléatoires, comme dans le cas des réactions de couplage réducteur..

Notes et références

Chlorure de titane-3 Titane-3 Catégorie:Réducteur Catégorie:Catalyseur Catégorie:Réactif pour la chimie organique