五氟化钽

五氟化钽是一种无机化合物，化学式为TaF₅，它是钽的氟化物之一。

五氟化钽
别名	氟化钽(V)
识别
CAS号	7783-71-3  Y
PubChem	82218
SMILES	F[Ta](F)(F)(F)F
InChI	1S/5FH.Ta/h5*1H;/q;;;;;+5/p-5
EINECS	232-022-3
RTECS	WW5775000
性质
化学式	TaF5
摩尔质量	275.95 g/mol g·mol⁻¹
外观	白色晶体[1]
密度	4.74 g/cm3（固体）
熔点	96.8 °C（369.9 K）
沸点	229.2 °C（502.3 K）[2]
溶解性（水）	分解
磁化率	+795.0·10−6 cm3/mol
结构
偶极矩	0 D
危险性
警示术语	R：34
安全术语	S：26-27-28-36/37/39-45
欧盟分类	未列出
主要危害	易生成HF
闪点	不可燃
相关物质
其他阴离子	五氯化钽
其他阳离子	五氟化铌
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备

五氟化钽可由金属钽和氟气在约250 °C反应得到：^[3][1]

${\displaystyle \mathrm {2\ Ta+5\ F_{2}\longrightarrow 2\ TaF_{5}} }$

钽和氟化氢在250~300 °C、10⁵Pa下反应，也能得到五氟化钽，但同时会生成三氟化钽。^[1]钽和氟化亚锡反应，可以得到五氟化钽：^[4]

${\displaystyle \mathrm {2\ Ta+5\ F_{2}\longrightarrow 2\ TaF_{5}} }$

${\displaystyle \mathrm {2\ Ta+5\ SnF_{2}\longrightarrow 2\ TaF_{5}+5\ Sn} }$

性质

五氟化钽在固态是四聚体，由四个TaF₆中心经氟桥连接而成；气态时为三聚体，具有D_3h对称性。^[5][1]

五氟化钽是强路易斯酸，在水中水解。^[1]它可以和中性路易斯碱（如膦、砷^[6]）形成加合物，它和吡啶（py）反应形成的加合物可以写作[TaF₄(py)₄][TaF₆]^[7]。它和乙酰丙酮氧钛反应，经过[F₄Ta(OTi(acac)₂)₂]TaF₆加合物，得到二氟二乙酰丙酮钛和三氟氧化钽，完成钛至钽的氧迁移。^[8]

五氟化钽在HF水溶液中和有机阳离子共结晶，可以得到含有TaF₇²⁻、TaF₈³⁻等配阴离子的盐。^[9]它和SbF₅不同，和HF形成的体系TaF₅–HF在还原性环境中是稳定的。^[10]

参考文献

1. 无机化学丛书 第八卷 钛分族 钒分族 铬分族. 科学出版社. pp 327-329. 3.4.4 铌(V)和钽(V)的卤化物及卤氧化物
2. Fairbrother, Fred; Frith, Wm. C. The halides of niobium. (columbium) and tantalum. III. The vapor pressure of niobium (columbium) and tantalum pentafluorides. Journal of the Chemical Society, 1951. 3051-3056. ISSN:0368-1769. doi:10.1039/jr9510003051
3. Priest, H. F. Anhydrous Metal Fluorides" Inorganic Syntheses 3: 171-183. 1950. doi:10.1002/9780470132340.ch47.
4. J. J. Zuckerman, [《五氟化钽》在Google Books的内容。 Inorganic Reactions and Methods, The Formation of Bonds to Halogens], John Wiley & Sons. 2009: pp. 288,

   ISBN 047014539-0

   （德文）
5. Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
6. Levason, William; Reid, Gillian; Zhang, Wenjian. Six-coordinate NbF₅ and TaF₅ complexes with tertiary mono-phosphine and -arsine ligands. Journal of Fluorine Chemistry. 2015, 172: 62–67. ISSN 0022-1139. doi:10.1016/j.jfluchem.2015.01.010.
7. Haiges, Ralf; Deokar, Piyush; Christe, Karl O. Adduct Formation of Tantalum(V)- and Niobium(V) Fluoride with Neutral Group 15 Donor Ligands, an Example for Ligand Induced Self-Ionization. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 2014, 640 (8-9): 1568–1575. ISSN 0044-2313. doi:10.1002/zaac.201400141.
8. Funaioli, Tiziana; Marchetti, Fabio; Pampaloni, Guido; Zacchini, Stefano. Ligand-interchange reactions between M(iv) (M = Ti, V) oxide bis-acetylacetonates and halides of high-valent group 4 and 5 metals. A synthetic and electrochemical study. Dalton Transactions. 2013, 42 (39): 14168. ISSN 1477-9226. doi:10.1039/c3dt51378e.
9. Goreshnik, E. [C(NH₂)₃]₂TaF₇ and [C(NH₂)₃]₃TaF₈: Guanidinium fluoride-tantalates with isolated anionic polyhedra. Journal of Fluorine Chemistry. 2019, 226: 109352. ISSN 0022-1139. doi:10.1016/j.jfluchem.2019.109352.
10. Arpad Molnar; G. K. Surya Prakash; Jean Sommer. Superacid Chemistry 2nd. Wiley-Interscience. 2009: 60. ISBN 0-471-59668-X.