Clorur d'hafni (IV)

El clorur d'hafni (IV) és el compost inorgànic amb la fórmula HfCl₄. Aquest sòlid incolor és el precursor de la majoria de compostos organometàl·lics d'hafni. Té una varietat d'aplicacions altament especialitzades, principalment en la ciència dels materials i com a catalitzador.

clorur d'hafni (IV)

Substància química	tipus d'entitat química
Massa molecular	319,82196072 Da
Estructura química
Fórmula química	HfCl4
SMILES canònic	Model 2D Cl[Hf](Cl)(Cl)Cl
Identificador InChI	Model 3D
Propietat
Densitat	3.89 g/cm3
Punt de fusió	432 °C (810 °F; 705 K)

El HfCl₄ es pot produir mitjançant diversos procediments relacionats:

• La reacció del tetraclorur de carboni i l'òxid d'hafni per sobre de 450 °C;

HfO₂ + 2CCl₄ → HfCl₄ + 2COCl₂

• Cloració d'una mescla de HfO₂ i carboni per sobre de 600 °C utilitzant clor gasós o monoclorur de sofre :

HfO₂ + 2Cl₂ + C → HfCl₄ + CO₂

• Cloració de carbur d'hafni per sobre de 250 °C.^[1]

Com que aquest complex és soluble en dissolvents orgànics, és un reactiu útil per preparar altres complexos d'hafni.

El tetraclorur d'hafni és el precursor de catalitzadors altament actius per a la polimerització Ziegler-Natta d'alquens, especialment propilè.^[2] Els catalitzadors típics es deriven del tetrabenzilhafni.

HfCl₄ és un àcid de Lewis eficaç per a diverses aplicacions en la síntesi orgànica. Per exemple, el ferrocè s'alquila amb alildimetilclorosilà de manera més eficient utilitzant clorur d'hafni en comparació amb el triclorur d'alumini. La mida més gran de Hf pot disminuir la tendència de HfCl₄ a complexar-se amb el ferrocè.^[3]

HfCl₄ es va considerar com un precursor per a la deposició química de vapor i la deposició de la capa atòmica de diòxid d'hafni i silicat d'hafni, utilitzats com a dielèctrics d'alt k en la fabricació de circuits integrats moderns d'alta densitat.^[4] Tanmateix, a causa de la seva volatilitat relativament baixa i dels seus subproductes corrosius (és a dir, HCl), HfCl₄ va ser eliminat gradualment per precursors orgànics metàl·lics, com ara tetrakis etilmetilamino hafni (TEMAH).^[5]

Referències

1. Elinson, S. V. and Petrov, K. I. (1969) Analytical Chemistry of the Elements: Zirconium and Hafnium. 11.
2. Ron Dagani «Combinatorial Materials: Finding Catalysts Faster». Chemical and Engineering News, 07-04-2003, p. 10.
3. Ahn, S.; Song, Y. S.; Yoo, B. R.; Jung, I. N. Organometallics, 19, 14, 2000, pàg. 2777. DOI: 10.1021/om0000865.
4. Choi, J. H.; Mao, Y.; Chang, J. P. Materials Science and Engineering: R: Reports, 72, 6, 2011, pàg. 97. DOI: 10.1016/j.mser.2010.12.001.
5. Robertson, John Reports on Progress in Physics, 69, 2, 2006, pàg. 327-396. Bibcode: 2006RPPh...69..327R. DOI: 10.1088/0034-4885/69/2/R02.