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[科普中国]-三氯化镱

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三氯化镱(Ytterbium(III) chloride)是一种化学物质,也称为氯化镱(III),分子式为YbCl3,分子量为279.40。

为白色晶体,密度为 1.483g/mL,能溶于水。

简介历史镱(Ytterbium),一种镧系元素,1878年由 Marignac 发现,并以瑞典小镇(Ytterby)命名。在文献记载中,直到1946年才由Hoogschagen首次合成YbCl3。 YbCl3是一个现成可用的Yb3+离子来源,这就是YbCl3的研究具有化学上重要性的原因。

化学性质Yb3+(来自 YbCl3)的价电子组态是 4f135s25p6,这是影响Yb3+的化学行为的重要关键。Yb3+的大小也影响它的催化性能和生物学上的应用。例如,当Ce3+和Yb3+都有一个未配对f电子时,Ce3+体积比Yb3+大很多,因为当f电子较d电子缺乏屏蔽作用时,有效核电荷数增加,镧系元素则会变小。 这就是所谓的镧系收缩。Yb3+的小体积使其有快速的催化能力,而且原子半径)0.99 Ǻ)可比得上许多重要的生物离子。

因为许多测量都是在气态下(YbCl3能以[YbCl6]3-或Yb2Cl6的形态存在)操作,热力学性质的制表很难完成。Yb2Cl6的形态是电子碰撞质谱仪发现 (Yb2Cl5+)而获得。从大量的低激发态的f-d和f-f电子跃迁产生的额外并发物中获取实验数据。尽管有这些问题,YbCl3的热力学性质已经获得,而且C3V对称团已经根据四个主动式红外震荡确定。1

制备YbCl3可由 Yb2O3与四氯化碳,或热盐酸反应制得。

有更好的方法来制备实验用的YbCl3,HCl溶液/氯化铵法是技术等级低且很有效的方法。另外水合YbCl3可利用各种试剂脱水,尤其是氯化三甲基硅烷。其他已发表的方法包括在密闭试管中微细的金属粉末与氯化汞在高温下反应。溶解YbCl3的各种方法也已经被提出,包括了在供体溶剂如THF中与各种卤烃反应,或以氯化三甲基硅烷或亚硫酰氯脱水的水合氯化物,也是在如THF的溶剂中。

用途催化YbCl3有一个未成对的f电子,为填补4f轨域,可当作路易斯酸。YbCl3的路易斯酸性质,让YbCl3过渡状态中配位(通常为[YbCl2]+)催化烷基化反应,如羟醛反应(Aldol reaction)和 Pictet-Spengler反应。

在合成有机化学中Aldol反应是一个微弱的反应。YbCl3催化路易斯酸,即帮助钯催化酮烯醇和乙醛间的反应。以过渡态A和B表示镱盐作为路易斯酸的配位方式。Yb3+的小体积使它有快速的催化作用,但代价是具有选择性。

生物学YbCl3是一种 核磁共振位移试剂,让和YbCl3接触的原子核与没有与位移试剂接触的原子核产生不同的共振。一般而言,顺磁性离子如(镧系)+3价离子即是可用的位移试剂。YbCl3影响了膜生物学,神经讯号是一种生命的基础领域,也许可以利用使用YbCl3的核磁共振技术来探测。YbCl3也可以用来作为钙离子探针,和钠离子探针的装置相似。

YbCl3也用于检测动物的消化。一些猪饲料的添加物,像益生菌,即添加在固态饲料或可饮用的液体中。YbCl3跟随这些固态食物,并协助决定何种食物状态是吸收食物添加物的最佳状态。YbCl3浓度是以ICP(感应耦合等离子)质谱仪定量在0.0009 μg/mL之间。YbCl3浓度随着时间改变,以动物对固体微粒的消化流速而定。因为YbCl3可以轻易的和排泄物一起排出体外,且不会改变体重、脏器重量、或血容比,这些都已在实验鼠上观察到。

YbCl3的催化性本质也可应用在DNA微阵列技术上,或称为基因芯片。YbCl3能让附着在标的DNA上的萤光剂增加到50-80倍,这能造成传染病检测的革命性突破(例如快速检测肺结核)。1

安全信息**危险品标志:**刺激

**安全标识:**S26S36

**危险标识:**R36/37/3823

计算化学数据1、疏水参数计算参考值(XlogP):无

2、氢键供体数量:0

3、氢键受体数量:3

4、可旋转化学键数量:0

5、互变异构体数量:无

6、拓扑分子极性表面积:0

7、重原子数量:4

8、表面电荷:0

9、复杂度:0

10、同位素原子数量:0

11、确定原子立构中心数量:0

12、不确定原子立构中心数量:0

13、确定化学键立构中心数量:0

14、不确定化学键立构中心数量:0

15、共价键单元数量:42

本词条内容贡献者为:

唐浩宇 - 教授 - 湘潭大学