காலியம்(III) குளோரைடு

காலியம்(III) குளோரைடு
பெயர்கள்
	வேறு பெயர்கள் காலியம் முக்குளோரைடு, முக்குளோரோகாலியம், முக்குளோரோகாலேன்
இனங்காட்டிகள்
சிஏஎசு எண்	13450-90-3
ChemSpider	24229
	InChI InChI=1S/3ClH.Ga/h31H;/q;;;+3/p-3 ; Key: UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K ; InChI=1/3ClH.Ga/h31H;/q;;;+3/p-3; Key: UPWPDUACHOATKO-DFZHHIFOAO;
யேமல் -3D படிமங்கள்	Image ஒருமம்; Image dimer; Image ஒற்றை நீரேற்று
பப்கெம்	26010
வே.ந.வி.ப எண்	LW9100000
	SMILES Cl[Ga](Cl)Cl ஒருமம்; Cl[Ga-]1(Cl)[Cl+] [Ga-]([Cl+]1)(Cl)Cl dimer; Cl[Ga-](Cl)(Cl)[OH2+] ஒற்றை நீரேற்று;
UNII	4Y6GQD4915
பண்புகள்
மூலக்கூறு வாய்பாடு	GaCl; 3
வாய்ப்பாட்டு எடை	176.073 கி/மோல் (நீரிலி); 194.10 கி/மோல் (ஒற்றை நீரேற்று)
அடர்த்தி	2.47 கி/செ.மீ3 (நீரிலி)
உருகுநிலை	77.9 °C (172.2 °F; 351.0 K) (நீரிலி) ; 44.4 °செல்சியசு (ஒற்றை நீரேற்று)
கொதிநிலை	201 °C (394 °F; 474 K) (நீரிலி)
நீரில் கரைதிறன்	கரையும்
கரைதிறன்	பென்சீன், CCl4, CS2, மற்றும் ஆல்க்கேன் ஆகியவற்றில் கரையும்.
காந்த ஏற்புத்திறன் (χ)	−63.0·10−6 செ.மீ3/மோல்
கட்டமைப்பு
படிக அமைப்பு	ஒற்றைச் சரிவச்சு
புறவெளித் தொகுதி	C2/m
Lattice constant	a = 11.95 Å, b = 6.86 Å, c = 7.05 Å
படிகக்கூடு மாறிலி
தீங்குகள்
GHS pictograms
GHS signal word	அபாயம்
en:GHS hazard statements	H314
தீப்பற்றும் வெப்பநிலை	தீப்பற்றாது
	Lethal dose or concentration (LD, LC):
LD50 (Median dose)	4700 மி.கி/கி.கி (எலி, வாய்வழி)
தொடர்புடைய சேர்மங்கள்
ஏனைய எதிர் மின்னயனிகள்	காலியம்(III) புளோரைடு; காலியம்(III) புரோமைடு; காலியம்(III) அயோடைடு
ஏனைய நேர் மின்அயனிகள்	அலுமினியம் குளோரைடு; இண்டியம்(III) குளோரைடு; தாலியம்(III) குளோரைடு
	மாறுதலாக ஏதும் சொல்லவில்லை என்றால் கொடுக்கப்பட்ட தரவுகள் யாவும்; பொருள்கள் அவைகளின் இயல்பான வெப்ப அழுத்த நிலையில் (25°C, 100kPa) இருக்கும். verify (இது ?) வார்ப்புரு மேற்கோள்கள்

காலியம்(III) குளோரைடு (Gallium(III) chloride) என்பது GaCl₃ என்ற மூலக்கூற்று வாய்பாட்டால் விவரிக்கப்படும் ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். GaCl₃·H₂O என்ற ஒற்றைநீரேற்றாக உருவாகிறது. திண்ம காலியம்(III) குளோரைடு நீருறிஞ்சும் ஒரு வெள்ளை திடப்பொருளாகும். Ga₂Cl₆ என்ற வாய்ப்பாட்டுடன் இது இருமராக உள்ளது.^[1] காலியம்(III) குளோரைடு நிறமற்றதாகும். கிட்டத்தட்ட அனைத்து கரைப்பான்களிலும் கரையும். உலோக ஆலைடுகளில் இப்பண்பு அசாதாரணமானதாகும். காலியத்தின் பெரும்பாலான வழிப்பெறுதிகளுக்கு முக்கிய முன்னோடிச் சேர்மமாகவும் கரிமத் தொகுப்பு வினைகளில் ஒரு வினையாக்கியாகவும் இச்சேர்மம் செயல்படுகிறது.^[2]

இலூயிசு அமிலமாக, GaCl₃ அலுமினியம் குளோரைடை விட வலிமை குறைந்த அமிலமாகும். அலுமினியம் குளோரைடை விடவும் குறைப்பதற்கும் எளிதானதாகும். Ga(III) மற்றும் Fe(III) ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைப்பு வேதியியல் ஒத்ததாக உள்ளது. எனவே காலியம்(III) குளோரைடு பெரிக் குளோரைடின் காந்த ஒப்புமையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

தயாரிப்பு

200 °செல்சியசு வெப்பநிலையில் குளோரின் ஓட்டத்தில் காலியம் உலோகத்தை சூடாக்கி மூலத் தனிமங்களிலிருந்து காலியம்(III) குளோரைடு சேர்மத்தைத் தயாரிக்கலம். வெற்றிடத்தின் கீழ் பதங்கமாதல் முறையில் காலியம்(III) குளோரைடை சுத்திகரிக்கலாம்.^[3]^[4]

2 Ga + 3 Cl₂ → 2 GaCl₃

காலியம் ஆக்சைடுடன் தயோனைல் குளோரைடைச் சேர்த்து சூடுபடுத்தியும் காலியம்(III) குளோரைடைத் தயாரிக்கலாம்.^[5]

Ga₂O₃ + 3 SOCl₂ → 2 GaCl₃ + 3 SO₂

காலியம் உலோகம் ஐதரோகுளோரிக் அமிலத்துடன் மெதுவாக வினைபுரிந்து ஐதரசன் வாயுவை உருவாக்குகிறது.^[6] இந்தக் கரைசலை ஆவியாக்கினால் காலியம் முக்குளோரைடின் ஒற்றைநீரேற்று உருவாகும்.^[7]

கட்டமைப்பு

ஒரு திடப்பொருளாக, காலியம்(III) குளோரைடு இரண்டு பாலம் அமைக்கும் குளோரைடுகளுடன் ஒரு இருநான்முகி கட்டமைப்பை ஏற்றுக்கொள்கிறது. இதன் அமைப்பு அலுமினியம் முப்புரோமைடை ஒத்திருக்கிறது. மாறாக AlCl₃ மற்றும் InCl₃ சேர்மங்களின் கட்டமைப்பில் 6 உலோக மையங்கள் உள்ளன. இதன் மூலக்கூறு தன்மை மற்றும் இதனுடன் தொடர்புடைய குறைந்த அணிக்கோவை ஆற்றலின் விளைவாக, காலியம்(III) குளோரைடு அலுமினியம் மற்றும் இண்டியம் முக்குளோரைடுகளுக்கு கு எதிராக குறைந்த உருகுநிலையைக் கொண்டுள்ளது. Ga₂Cl₆ இன் வாய்ப்பாடு ம் பெரும்பாலும் Ga₂(μ-Cl)₂Cl₄ என எழுதப்படுகிறது.^[8]

வாயு-கட்டத்தில், இருபடி (Ga₂Cl₆) மற்றும் முக்கோணத் தள ஒருபடி (GaCl₃) ஆகியவை வெப்பநிலை சார்ந்த சமநிலையில் உள்ளன. அதிக வெப்பநிலை ஒருபடி வடிவத்திற்கு சாதகமாக இருக்கும். 870 கெல்வின் வெப்பநிலையில் அனைத்து வாயு-நிலை மூலக்கூறுகளும் திறம்பட ஒருபடி வடிவத்தில் உள்ளன.^[9]

ஒற்றைநீரேற்றில் காலியம் மூன்று குளோரின் மூலக்கூறுகள் மற்றும் ஒரு நீர் மூலக்கூறுடன் நான்முகி வடிவில் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது.^[7]

பண்புகள்

இயற்பியல் பண்புகள்

காலியம்(III) குளோரைடு 77.9 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலையில் உருகும். 201 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலையில் தனிமங்கள் சிதைவடையாமல் கொதிக்கும். இந்த குறைந்த உருகுநிலையானது திட நிலையில் தனித்தனி Ga₂Cl₆ மூலக்கூறுகள் உருவாவதால் ஏற்படுகிறது. காலியம்(III) குளோரைடு வெப்ப வெளியீட்டால் தண்ணீரில் கரைந்து நிறமற்ற கரைசலை உருவாக்குகிறது. இக்கரைசல் ஆவியாகும்போது நிறமற்ற ஒற்றைநீரேற்றை உருவாக்குகிறது, இது 44.4 °செல்சியசு வெப்பநிலையில் உருகும்.^[7]^[10]^[11]

வேதியியல் பண்புகள்

குழு 13 இல் காலியம் ஒரு டி கூடு முழுவதும் நிரம்பிய இலகுவான உறுப்பினர் ஆகும். காலியத்தின் மின்னணு கட்டமைப்பு [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p¹ என்பதாக உள்ளது. இணைதிறம் எலக்ட்ரான்களுக்குக் கீழே இச்சேர்மம் ஈந்தணைவிகளுடன் d-π பிணைப்பில் பங்கேற்கிறது. Ga(III)Cl₃ சேர்மத்தில் உள்ள காலியத்தின் குறைந்த ஆக்சிசனேற்ற நிலை, குறைந்த மின்னெதிர்த்தன்மை மற்றும் உயர் முனைப்புத் தன்மை ஆகியவற்றுடன், GaCl₃ ஆனது கடினமான மற்றும் மென்மையான (இலூயிசு) அமிலங்கள் மற்றும் காரங்கள் கோட்பாட்டின் அடிப்படையில்^[12] ஒரு மென்மையான அமிலமாகச் செயல்பட அனுமதிக்கிறது. காலியம் ஆலைடுகள் மற்றும் ஈந்தணைவிகளுக்கு இடையிலான பிணைப்புகளின் வலிமை விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது. வெளிப்படுவது என்னவென்றால்:^[13]

N மற்றும் O நன்கொடையாளர்களுடன் GaCl₃ என்பது AlCl₃ சேர்மத்தை விட பலவீனமானதாகும். எ.கா: பிரிடீன்
தயோ ஈதர்களுடன் GaCl₃ என்பது AlCl₃ சேர்மத்தை விட வலுவான இலூயிசு அமிலம் ஆகும். எ.கா: டைமெத்தில் சல்பைடு, Me₂S

ஒரு குளோரைடு அயனியை ஈந்தணைவியாகக் கொண்டு நான்முகி GaCl4⁻ அயனி உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. 6 ஒருங்கிணைப்பு GaCl₆^3- அயனியை உருவாக்க முடியாது. KGa²Cl₇ போன்ற சேர்மங்கள் குளோரைடு பாலம் அமைக்கும் அயனியைக் கொண்டிருக்கின்றன.^[14] KCl மற்றும் GaCl₃ ஆகியவற்றின் உருகிய கலவையில், பின்வரும் சமநிலை உள்ளது:

2 GaCl₄⁻

Ga₂Cl₇⁻ + Cl⁻

நீரில் கரைக்கப்படும் போது, அறுநீரியகாலியம்(III) அயனி நீராற்பகுப்பு காரணமாக, எண்முக காலியம்(III) குளோரைடு [Ga(H₂O)₆]³⁺ மற்றும் Cl^- அயனிகளாகப் பிரிந்து அமிலக் கரைசலை உருவாக்குகிறது.

[Ga(H₂O)₆]³⁺ → [Ga(H₂O)₅OH]²⁺ + H⁺ (pK_a = 3.0)

காரக் கரைசலில், இது காலியம்(III) ஐதராக்சைடாக நீராற்பகுப்பு செய்யப்படுகிறது. அதிக ஐதராக்சைடைச் சேர்ப்பதன் மூலம் மீண்டும் கரைகிறது. இதனால் Ga(OH)₄^- அயனியை உருவாக்கும்.^[15]

பயன்கள்

கரிமத் தொகுப்பு வினைகள்

காலியம்(III) குளோரைடு பிரீடல்-கிராஃப்ட்சு வினை போன்ற ஓர் இலூயிசு அமில வினையூக்கியாகும். பெரிக் குளோரைடு போன்ற பொதுவான இலூயிசு அமிலங்களை மாற்றும் திறன் கொண்டதாக உள்ளது. π-நன்கொடையாளர்களுடன் வலுவாக காலியம் அணைவுகள், குறிப்பாக சிலில் ஈத்தைன்கள் வலுவான எலக்ட்ரான் நாட்ட அணைவை உருவாக்குகின்றன. இந்த அணைவுகள் அரோமாட்டிக் ஐதரோகார்பன்களுக்கு ஆல்கைலேற்ற முகவர்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.^[2]

கார்பன்-கார்பன் முப்பிணைப்பு கொண்ட சேர்மங்களின் கார்போகாலேற்ற வினைகளிலும் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது. பல கரிம வினைகளில் வினையூக்கியாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.^[2]

கரிம காலியம் சேர்மங்கள்

கரிமகாலியம் வினைகளுக்கு காலியம்(III) குளோரைடு ஒரு முன்னோடியாகும். எடுத்துக்காட்டாக, மும்மெத்தில் காலியம் பல்வேறு காலியம் கொண்ட குறைக்கடத்திகளை உற்பத்தி செய்ய ஆவி-கட்டப் புறவளர்ச்சியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. காலியம்(III) குளோரைடுடன் இருமெத்தில்துத்தநாகம், மும்மெத்தில் அலுமினியம் அல்லது மெத்தில்மெக்னீசியம் அயோடைடு போன்ற பல்வேறு ஆல்கைலேற்றும் முகவர்கள் வினைபுரிவதால் மும்மெத்தில் காலியம் தயாரிக்கப்படுகிறது.^[16]^[17]^[18]

காலியம் தூய்மையாக்கல்

காலியம்(III) குளோரைடு பல்வேறு காலியம் சுத்திகரிப்பு செயல்முறைகளில் ஓர் இடைநிலை ஆகும், இதில் காலியம்(III) குளோரைடு பகுதியளவில் காய்ச்சி அல்லது அமிலக் கரைசல்களில் இருந்து பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது.^[6]

சோலார் நியூட்ரினோக்களைக் கண்டறிதல்

110 டன் காலியம்(III) குளோரைடு நீரிய கரைசல் நியூட்ரினோவை அறியும் கதிரியக்க வேதியியல் காலியம் சோதனைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இப்பரிசோதனைகள் இத்தாலி நாட்டின் ஆய்வகங்களிலும் காலியம் நியூட்ரினோ ஆய்வகத்திலும் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. இந்த சோதனைகளில், காலியம்-71 உடன் நியூட்ரினோ தொடர்புகளால் செருமேனியம்-71 ஐசோடோப்பு தயாரிக்கப்பட்டது (இது இயற்கையில் மிகுதியாக 40% உள்ளது). மேலும் செருமேனியம்-71 இன் அடுத்தடுத்த பீட்டா சிதைவுகள் அளவிடப்பட்டன.^[10]

மேற்கோள்கள்

↑ Wells, A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-19-855370-6.
↑ ^2.0 ^2.1 ^2.2 Yamaguchi, Masahiko; Matsunaga, Shigeki; Shibasaki, Masakatsu; Michelet, Bastien; Bour, Christophe; Gandon, Vincent (2014), "Gallium Trichloride", Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, John Wiley & Sons, Ltd, pp. 1–8, doi:10.1002/047084289x.rn00118u.pub3, ISBN 9780470842898
↑ Roger A. Kovar; J. A. Dilts (1977). "Gallium Trichloride". Inorganic Syntheses Volume 17 (in ஆங்கிலம்). McGraw‐Hill. pp. 167–172. ISBN 9780470131794.
↑ Gray, Floyd (2013). "Gallium and Gallium Compounds". Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. DOI:10.1002/0471238961.0701121219010215.a01.pub3. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 9780471238966.
↑ H. Hecht; G. Jander; H. Schlapmann (1947). "Über die Einwirkung von Thionylchlorid auf Oxyde" (in en). Zeitschrift für anorganische Chemie 254 (5-6): 255-264. doi:10.1002/zaac.19472540501.
↑ ^6.0 ^6.1 Greber, Jörg (2000). "Gallium and Gallium Compounds". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. DOI:10.1002/14356007.a12_163. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 9783527306732.
↑ ^7.0 ^7.1 ^7.2 Jacques Roziere; Marie-Thérèse Roziere-Bories; Alain Manteghetti; Antoine Potier (1974). "Hydrates des halogenures de gallium. II Spectroscopie de vibration des complexes coordinés GaX3•H2O (X = Cl ou Br)" (in fr). Canadian Journal of Chemistry 52 (18): 3274-3280. doi:10.1139/v74-483. https://archive.org/details/sim_canadian-journal-of-chemistry_1974-09-15_52_18/page/n129.
↑ Sergey I. Troyanov; Thoralf Krahl; Erhard Kemnitz (2004). "Crystal structures of GaX3 (X = Cl, Br, I) and AlI3" (in en). Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials 219 (2): 88-92. doi:10.1524/zkri.219.2.88.26320.
↑ Viacheslav I. Tsirelnikov; Boris V. Lokshin; Petr Melnikov; Valter A. Nascimento (2012). "On the Existence of the Trimer of Gallium Trichloride in the Gaseous Phase" (in en). Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 638 (14): 2335-2339. doi:10.1002/zaac.201200282.
↑ ^10.0 ^10.1 David R. Lide, ed. Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, Internet Version 2005. CRC Press, 2005.
↑ J. Burgess; J. Kijowski (1981). "Enthalpies of solution of chlorides and iodides of gallium(III), indium(III), thorium(IV) and uranium(IV)" (in en). Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 43 (11): 2649-2652. doi:10.1016/0022-1902(81)80592-1.
↑ Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (2018) [2001]. Inorganic Chemistry (5th ed.). Harlow, Essex: Pearson Education. ISBN 978-1-292-13414-7.
↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth–Heinemann. pp. 237–239. ISBN 0080379419.
↑ Jens H. Von Barner (1985). "Potentiometric and Raman spectroscopic study of the complex formation of gallium(III) in potassium chloride-aluminum chloride melts at 300C" (in en). Inorganic Chemistry 24 (11): 1686–1689. doi:10.1021/ic00205a019.
↑ Scott A. Wood; Iain M. Samson (2006). "The aqueous geochemistry of gallium, germanium, indium and scandium" (in en). Ore Geology Reviews 28 (1): 57-102. doi:10.1016/j.oregeorev.2003.06.002.
↑ Kraus, C. A.; Toonder, F. E. (1933). "Trimethyl Gallium, Trimethyl Gallium Etherate and Trimethyl Gallium Ammine". PNAS 19 (3): 292–8. doi:10.1073/pnas.19.3.292. பப்மெட்:16577510. Bibcode: 1933PNAS...19..292K.
↑ Foster, Douglas F.; Cole-Hamilton, David J. (1997). "Electronic Grade Alkyls of Group 12 and 13 Elements". Inorganic Syntheses. Vol. 31. p. 29-66. doi:10.1002/9780470132623.ch7. ISBN 978-0-471-15288-0.
↑ WO application 2014078263, Liam P. Spencer, James C. Stevens, Deodatta Vinayak Shenai-Khatkhate, "Methods of producing trimethylgallium", published 2014-05-22