臭化アルミニウム

臭化アルミニウム
名前
	推奨されるIUPAC名臭化アルミニウム
	その他の名前臭化アルミニウム; 臭化アルミニウム(III); 三臭化アルミニウム
識別子
CAS番号	7727-15-3 ; 7784-11-4六水和物 ;
3Dモデル（JSmol）	モノマー：インタラクティブ画像; ダイマー：インタラクティブ画像; 六水和物:インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	22818 ; 9040513ヘミ(アセチル臭化物) ; 9499890エタンチオール ;
ECHA 情報カード	100.028.891
EC番号	231-779-7;
パブケム CID	24409; 11062022 テトラクロロメタン; 10865226 ヘミ(アセチル臭化物); 11324936 エタンチオール; 6093832 トリス(ピリジン);
RTECS番号	BD0350000;
ユニ	言語 ;
国連番号	1725
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ２０６４７８３;
	インチ InChI=1S/Al.3BrH/h;31H/q+3;;;/p-3 キー: PQLAYKMGZDUDLQ-UHFFFAOYSA-K ; InChI=1/Al.3BrH/h;31H/q+3;;;/p-3 キー: PQLAYKMGZDUDLQ-DFZHHIFOAT;
	笑顔モノマー：Br[Al](Br)Br; 二量体：Br[Al-]1(Br)[Br+][Al-]([Br+]1)(Br)Br; 六水和物: [OH2+][Al-3]([OH2+])([OH2+])([OH2+])([OH2+])[OH2+].[Br-].[Br-].[Br-];
プロパティ
化学式	AlBr 3; Al 2 Br 6; AlBr 3 ·6H 2 O （六水和物）
モル質量	266.694 g/mol（無水）; 374.785 g/mol（六水和物）
外観	白色から淡黄色の粉末
臭い	刺激的な
密度	3.2 g/cm 3（無水）; 2.54 g/cm 3（六水和物）
融点	97.5 °C (無水) ; 93 °C (六水和物)
沸点	255℃（無水）
水への溶解度	非常に溶解性が高く、部分的に加水分解すると発煙溶液となり、場合によっては白色沈殿が生じる。
溶解度	メタノール、ジエチルエーテル、アセトンにわずかに溶ける
構造
結晶構造	単斜晶系、mP16（無水）
空間群	P2 1 /c、No.14
格子定数	a = 0.7512 nm、b = 0.7091 nm、c = 1.0289 nm α = 90°、β = 96.44°、γ = 90°
数式単位( Z )	4
熱化学
熱容量 ( C )	100.6 J/(モル·K)
標準モル; エントロピー ( S ⦵ 298 )	180.2 J/(モル·K)
; 標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 )	-572.5 kJ/モル
危険
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H302、H314
注意事項	P260、P264、P270、P280、P301+P312、P301+P330+P331、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P310、P321、P330、P363、P405、P501
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	3 1 1
	致死量または濃度（LD、LC）：
LD 50 (平均投与量)	1598 mg/kg（経口、ラット）
関連化合物
その他の陰イオン	三塩化アルミニウム; 三ヨウ化アルミニウム
その他の陽イオン	三臭化ホウ素
関連化合物	臭化鉄(III)
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

臭化アルミニウムは、実験式AlBr _x で表される化合物です。 三臭化アルミニウムは、臭化アルミニウムの最も一般的な形態です。^[3]これは無色で昇華可能な吸湿性固体であるため、古いサンプルは水和している傾向があり、ほとんどが三臭化アルミニウム六水和物 (AlBr ₃ ·6H ₂ O) として存在します。

構造

三臭化アルミニウムの二量体（Al ₂ Br ₆）は、固体、非配位溶媒（CS ₂など）の溶液、溶融物、気相で主に存在します。これらの二量体は高温でのみモノマーに分解されます。

Al ₂ Br ₆ → 2 AlBr ₃ ΔH° _diss = 59 kJ/mol

アルミニウム一臭化物は、高温での HBr と Al 金属の反応によって生成されます。室温付近では不均化します。

6/n "[AlBr] _n " → Al ₂ Br ₆ + 4 Al

この反応は1000℃以上の温度では逆反応となる。アルミニウムモノブロミドは結晶学的には四量体付加物Al ₄ Br ₄ (NEt ₃ ) ₄ (Et = C ₂ H ₅ )の形で特徴付けられている。この種は電子的にシクロブタンに関連している。理論によれば、二原子アルミニウムモノブロミドは二量体に凝縮し、その後、類似のホウ素化合物に似た四面体クラスターAl ₄ Br ₄になると考えられる。^[4]

Al ₂ Br _{6 は、}共通の辺を持つ2 つの AlBr _{4四面体で構成されています。}分子の対称性は D _2hです。

蒸気中でのみ観察されるモノマー AlBr _3は、三方平面、D _{3h点群として記述できます。}アルミニウムの原子混成は、sp ²として記述されることが多いです。Br - Al - Br結合角は 120° です。

合成

元素から臭化アルミニウムを合成する実験。

これまでのところ、最も一般的な臭化アルミニウムは Al ₂ Br ₆です。この種は、標準状態では吸湿性の無色の固体として存在します。典型的な不純なサンプルは、鉄を含む不純物が存在するため、黄色がかっていたり、赤褐色であったりします。これは、HBr と Al の反応によって生成されます。

2Al ₊6HBr → _Al2Br6 + 3H2

あるいは、直接臭素化も起こります。

2 Al + 3 Br ₂ → Al ₂ Br ₆

反応

_{強ルイス酸（Al 2} Br ₆）と強ルイス塩基（H ₂ O）の発熱反応のデモンストレーション。

Al ₂ Br _{6 は}容易に解離して強いルイス酸AlBr ₃を生成します。Al ₂ Br ₆が二量化する傾向については、より重い主族ハロゲン化物が、実験式で示されるよりも大きな集合体として存在することが一般的です。三臭化ホウ素などのより軽い主族ハロゲン化物は、中心原子のサイズが小さいため、この傾向を示しません。

_{Al 2} Br _{6 は}、ルイス酸性の特性と一致して、水によって加水分解され、 HBr を発生し、Al-OH-Br 種を形成します。同様に、アルコールやカルボン酸とも急速に反応しますが、水ほど激しくはありません。単純なルイス塩基(L) と、Al ₂ Br _{6 はAlBr}₃ L などの付加物を形成します。

三臭化アルミニウムは100℃で四塩化炭素と反応して四臭化炭素を形成します。

4 AlBr ₃ + 3 CCl ₄ → 4 AlCl ₃ + 3 CBr ₄

ホスゲンと反応すると臭化カルボニルと塩化臭化アルミニウムが得られる。 ^[要出典]

AlBr ₃ + COCl ₂ → COBr ₂ + AlCl ₂ Br

Al ₂ Br _{6 は}、フリーデル・クラフツアルキル化反応の触媒として使用されます。^{[3]関連するルイス酸促進反応には、エポキシド環の開環や鉄カルボニルからのジエンの脱錯体化などがあります。これは、より一般的な}Al ₂ Cl ₆ よりも強いルイス酸です。

安全性

三臭化アルミニウムは反応性の高い物質です。^[5]

参考文献

^ abcdef ヘインズ、ウィリアム・M.編（2011年）。CRC化学物理ハンドブック（第92版）。フロリダ州ボカラトン：CRCプレス。p.4.45。ISBN 1-4398-5511-0。
^ トロヤノフ、セルゲイ I.クラール、ソラルフ。ケムニッツ、エアハルト (2004)。「 $GaX$ $3$ $(X= Cl、Br、I)$ と $AlI$ $3$ の結晶構造」。結晶写真の時代。219 ( 2– 2004): 88– 92. doi :10.1524/zkri.219.2.88.26320。S2CID 101603507。
^ ab Paquette, Leo A. (2001).有機合成試薬百科事典. doi :10.1002/047084289X. hdl :10261/236866. ISBN 0471936235。
^ Dohmeier, Carsten; Loos, Dagmar; Schnöckel, Hansgeorg (1996). 「アルミニウム(I)およびガリウム(I)化合物:合成、構造、および反応」. Angewandte Chemie International Edition in English . 35 (2): 129. doi :10.1002/anie.199601291.
^ Renfew, Malcom M. (1991). 「危険な実験室化学物質：廃棄ガイド（Armour、MA）」. Journal of Chemical Education . 68 (9): A232. Bibcode :1991JChEd..68Q.232R. doi : 10.1021/ed068pA232.2 .

[b92-1] ヘインズ、ウィリアム・M.編（2011年）。CRC化学物理ハンドブック（第92版）。フロリダ州ボカラトン：CRCプレス。p.4.45。ISBN 1-4398-5511-0。

[TroyanovKrahl2004-2] トロヤノフ、セルゲイ I.クラール、ソラルフ。ケムニッツ、エアハルト (2004)。「 $GaX$ $3$ $(X= Cl、Br、I)$ と $AlI$ $3$ の結晶構造」。結晶写真の時代。219 ( 2– 2004): 88– 92. doi :10.1524/zkri.219.2.88.26320。S2CID 101603507。

[eEROS-3] Paquette, Leo A. (2001).有機合成試薬百科事典. doi :10.1002/047084289X. hdl :10261/236866. ISBN 0471936235。

[4] Dohmeier, Carsten; Loos, Dagmar; Schnöckel, Hansgeorg (1996). 「アルミニウム(I)およびガリウム(I)化合物:合成、構造、および反応」. Angewandte Chemie International Edition in English . 35 (2): 129. doi :10.1002/anie.199601291.

[5] Renfew, Malcom M. (1991). 「危険な実験室化学物質：廃棄ガイド（Armour、MA）」. Journal of Chemical Education . 68 (9): A232. Bibcode :1991JChEd..68Q.232R. doi : 10.1021/ed068pA232.2 .