Из продуктов присоединения к фтористому алюминию лучше других изучены его комплексные соли с фторида

Алюминий
Алюминий
Страница 16

Из продуктов присоединения к фтористому алюминию лучше других изучены его комплексные соли с фторидами одновалентных металлов типов M[AlF4], M2[AlF5] и главным образом M3[AlF6]. В виде кристаллогидратов Н3AlF6·6Н2О и Н3AlF6·3Н2О была выделена и отвечающая ему свободная гексафторалюминиевая кислота.

Ион [AlF4]- представляет собой тетраэдр [d(AlF) = 181 пм]. Последовательная диссоциация иона [AlF6]”’ в водном растворе характеризуется следующими константами (при 25 °С):

		[AlF6]”’	[AlF5]”	[AlF4]’	AlF3	AlF2•	AlF•
		3·10-1	2·10-2	2·10-3	1·10-4	1·10-5	8·10-7

Полная константа диссоциации (константа нестойкости) этого иона равна их произведению, т. е. 1·10-20.

Для хлористого алюминия (но не для его аналогов) характерен своеобразный ход изменения электропроводности с температурой. По мере приближения к точке плавления электропроводность быстро возрастает, при переходе AlCl3 из твёрдого в жидкое состояние падает почти до нуля, а затем вновь начинает повышаться. При кристаллизации расплавленного AlCl3 наблюдается необыкновенно резкое уменьшение объёма (почти вдвое) и довольно значительное выделение тепла (35,5 кДж/моль). И то и другое обусловлено переходом хлористого алюминия от молекулярной структуры (в жидком состоянии) к ионной (в твёрдом). Кристаллизация AlBr3 и AlI3 сопровождается сравнительно малым уменьшением объёма (на 15 %) и гораздо меньшим выделением тепла (11,3 и 16,7 кДж/моль).

Плотности паров AlCl3, AlBr3 и AlI3 при сравнительно невысоких температурах более или менее точно отвечают удвоенным формулам — Al2Г6. При точках кипения диссоциированные части равны соответственно 0,02: 0,7 и 24 %. Димеризация по схеме: 2 AlГ3 ® Al2Г6 сопровождается довольно сильным выделением тепла: 122,2 (Cl), 110,8 (Br), 94,0 (I). Хлорид оказывается таким образом более склонным к димеризации, чем иод. Полностью он становится мономерным лишь выше 800 °С. Молекула AlCI3 плоская с d(AlCl) = 206 пм.

Рис. 1. Схема строения молекулы Al2Г6.

Как видно из рис. 1, пространственная структура молекул Al2Г6 отвечает двум тетраэдрам с общим ребром. Каждый атом алюминия связан с четырьмя атомами галогена, а каждый из центральных атомов галогена — с обоими атомами алюминия. Из двух связей центрального галогена одна является донорно-акцепторной, причём алюминий функционирует в качестве акцептора. Обе связи неотличимы друг от друга. Структуры характеризуются следующими параметрами: d(AlГ(крайн)) = 204 (Cl), 222 (Br), 253 пм (I); ÐГAlГ(внешн) = 122° (Cl), 118° (Br), 112° (I); d(AlГ(средн)) = 224 (Cl), 238 (Br), 258 пм (I); ÐГAlГ(внутр) = 87° (Cl), 82° (Br), 102° (I). Для мономерной молекулы AlI3 было найдено значение d(AlI) = 244 пм. Аналогичную структуру имеет и Re2Cl6.