탄탈룸(V)에산화지질소

Tantalum(V) ethoxide
탄탈룸(V)에산화지질소
Ta2(OEt)10.png
이름
IUPAC 이름
탄탈룸(V)에산화지질소
기타 이름
  • 탄탈룸 에틸레이트
  • 탄탈룸(V) 에틸레이트
  • 펜타에틸 탄탈레이트
  • 탄탈룸 펜타에톡사이드
  • 펜타에톡시탄탈룸(V)
  • 탄탈룸(5+) 펜타에탄올레이트
식별자
3D 모델(JSmol)
켐스파이더
ECHA InfoCard 100.025.464 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 228-010-2
펍켐 CID
  • [Ta+5][O-]CC.[O-]CC. [O-]CC.[O-]CC.[O-]CC
특성.
초타10255
어금질량 406.25g mol−1
외관 무색액
밀도 1.566 g/cm3(25°C)
녹는점 21°C(70°F, 294K)
비등점 0.0133kPa에서 145°C(293°F, 418K)
반응하다
용해성 유기용제
1.488[1]
위험[2]
GHS 라벨 표시:
GHS02: FlammableGHS05: CorrosiveGHS07: Exclamation mark
위험
H226, H314, H319, H335
P280, P305+P351+P338
NFPA 704(화재 다이아몬드)
2
1
2
플래시 포인트 31°C, 87°F, 304K
안전 데이터 시트(SDS) 외부 MSDS
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
Infobox 참조 자료

탄탈룸(V) 이산화물은 Ta2(OCH25) 공식을 가진 금속 유기 화합물로, 흔히2 Ta(OET)로 약칭된다.1010그것은 일부 유기 용매에 용해되지만 쉽게 가수분해되는 무색 고체다.[3]탄탈룸(V)옥사이드의 필름을 준비하는데 사용된다.

구조

탄탈륨(V) 알코시드는 일반적으로 8각형 6각형 탄탈룸 금속 센터를 가진 조광기로[4] 존재한다.[5]후속 결정학적 분석 결과, 니오비움의 메톡시드와 이소프로포시드는 생물학적 방부 구조를 채택한다는 것이 확인되었다.[6][7]기하학적 관점에서 볼 때, 용액 내 Ta2(OET)10 분자의 10개의 에산화 리간드 산소 원자는 중심에 위치한 두 개의 탄탈룸 원자와 공통의 가장자리를 공유하는 한 쌍의 옥타헤드라를 정의한다.[6]본딩의 관점에서 각 탄탈룸 중심은 8각형으로 4개의 단색체와 2개의 가교 에탄산화 리간드로 둘러싸여 있다.브리징 에톡시드의 산소 원자는 각각 탄탈륨 중심과 결합되며, 이 두 개의 리간드는 조정 영역 내에서 서로 시스(cis)된다.단순화된 공식은 대부분의 목적에 일반적으로 사용되지만 [(EtO)4Ta(μ-OTT)]2는 이러한 조광 구조를 보다 포괄적으로 나타낸다.

준비

20℃에서 고체임을 보여주는 증류 순 탄탈룸 에산화물 5kg.

몇몇 접근법은 탄탈룸(V) 에산화물을 준비하는 것으로 알려져 있다.염화 탄탈룸(V)에서 추출한 소금 전치물이 일반적으로 가장 성공적이다.탄탈룸 펜타클로라이드, TaCl은210 편리한 출발점을 제공한다.염화-산화 혼합종의 생성을 피하기 위해 암모니아와 같은 기지를 추가하여 HCl을 덫으로 만든다.[8]

10 EtOH + TaCl210 + 10 NH3 → Ta2(OTT)10 + 10 NHCl4

알칼리 금속 알카산화물을 사용한 염전계도 사용할 수 있다.[8]

10 NaOEt + TaCl210 → Ta2(OET)10 + 10 NaCl

같은 화합물을 전기 화학적으로 준비할 수 있다.[6][9]이 반응에 대한 두 개의 반등분 및 전체[9] 방정식은 다음과 같다.

음극: 2 ETO + 22 e− → 2 ETO− + H
양극: Ta → "Ta5+" + 5− e
전체 : 2 Ta + 10 EtOH → 25+ "Ta" + 10− EtO2 + 5 H → 10Ta2(OTT) + 5H2

이 전기화학적 접근법을 이용한 탄탈룸(V) 에산화물의 상업적 생산이 러시아에서 채택되었다.[9]또한 이 화합물은 탄탈룸 금속과 에탄올의 직접 반응에 의해 준비될 수 있으며, 이 경우 전체 방정식은 전기화학적 접근법에 대해 위에서 제시한 것과 동일하다.[8]

1970년대부터 독일의 바이엘은 레버쿠젠에서 에산화 탄탈룸(V)을 생산해 왔으나 바이엘이 해체되면서 헤레이오스로 생산이 옮겨갔다.한편, Inorgtech (Later MultiValent)는 1974년 영국 캠브리지에서 생산을 시작했다.두 가지 경로 모두 용제가 있는 곳에서 염화 금속이 알코올과 직접 반응하여 99.999% 이상의 순도를 보였다.[citation needed]

반응

탄탈룸 알코시드의 가장 중요한 반응은 탄탈룸 산화물의 필름과 젤을 생산하기 위한 가수분해다.이러한 반응은 복잡하지만, 가수 분해에[3] 의한 탄탈룸(V) 산화막의 형성은 다음과 같은 간단한 방정식으로 설명할 수 있다.

Ta2(OC2H5)10 + 5 H2O → Ta2O5 + 10 C2H5OH

탄탈룸(V) 에산화 광학 코팅은 저압 화학적 증기 증착에 의해 생성될 수 있다.[10]1.33 mPa의 낮은 압력과 700 °C의 온도에서 원하는 깊이의 실리카 필름은 우선 테트라에톡시실레인, Si(OTT)4 또는 D-butyoxydiacoxysilane, Si(OC3(CH3))32의 분해에 의해 침전된 2후 탄탈룸(V) 에토산화물이 유입된다.[10]에산화 니오비움(V)의 경우와 마찬가지로 에산화물 전구체는 열적으로 분해되어 디에틸에테르 방출과 함께 산화층을 생성한다.

Ta2(OTT)10 → TaO25 + 5 Et–O-Et

열분해효소는 또한 화학적 증기 증착에 의해 탄탈룸(V) 산화막을 생성하는데, 이 경우 탄탈룸(V) 에산화물이 완전히 산화되어 이산화탄소와 수증기가 생성된다.[11]

Ta2(OCH25)10 + 30O2 → TaO25 + 20 CO2 + 25 HO2

아모르퍼스 탄탈룸(V) 산화막은 또한 원자층 증착이나 탄탈룸(V) 에산화물과 염화물을 번갈아 적용하는 펄스 화학증기 증착 기법에 의해 준비될 수 있다.[12]450 °C에 근접하는 온도에서 생산된 필름은 기존 접근방식에서 생성된 것과 유사한 굴절률 및 허용률 특성을 갖는다.[12]이러한 필름의 준비는 클로로에탄의 손실과 함께 일어난다.[12]

Ta2(OC2H5)10 + Ta2Cl10 → 2 Ta2O5 + 10 C2H5Cl

솔겔 가공은 또한 유사한 화학적 접근법을 사용하여 탄탈룸(V) 산화물의[13] 박막을 생산한다.층층이 쌓인 페로브스카이트 소재를 생성하기 위해 에산화 탄탈룸(V)을 이용한 솔겔 경로도 개발됐다.[14]

적용들

주로 화학증기증착,[10] 원자층증착,[12] 솔겔가공 등의 접근방식에 의한 탄탈룸(V)산화물 박막소재 제조에 사용된다.[13]이 물질들은 반도체,[12] 전자크롬,[15] 광학[10] 응용을 가지고 있다.

탄탈룸(V)옥사이드필름은 굴절률이 2.039에[16] 이르는 광학필름, 동적 랜덤 액세스 메모리 및 반도체 전계효과 트랜지스터에서 박막 유전체 재료 등 다양한 용도를 가지고 있다.[12]이러한 재료의 준비를 위해 선택한 접근방식은 원하는 특성에 의해 결정된다.직접 가수 분해는 잔류수의 존재나 건조 시 고온을 사용할 수 있는 경우에 적합하다.마이크로파턴은 자체 조립된 단열재를 형성한 후 고온 소음이 발생함으로써 가수분해 접근방식을 사용하여 현장 선택적 증착에 의해 생산될 수 있다.[17]화학적 증기 증착은 필름 두께를 나노미터 눈금으로 조절할 수 있게 하는데, 이것은 일부 용도에 필수적이다.다이렉트 열분해효소는 흡수에 의한 광손실이 적은 투명 소재가 중요한 [10]광학 응용에 편리하며,[16] 질화질소 읽기 전용 메모리를 준비하는 데도 이용되어 왔다.[11]전자크롬은 전하를 가할 때 색이 변하는 일부 물질의 특성으로,[18] 이른바 스마트 글라스가 작동하는 수단이다.탄탈룸(V) 에산화수소 가수분해로 생산된 필름은 전기크롬 도포에 적합한 아모르퍼스 탄탈룸(V) 산화막을 준비하기 위해 사용되어 왔다.[15]

혼합금속 박막도 이 화합물에서 준비되었다.예를 들어, 탄탈산리튬, LiTaO3, 필름은 비선형 광학 특성에 바람직하며 먼저 이산화 탄탈룸(V)과 이피발로일메탄산리튬, LiCH(CH3)32를 반응시켜 금속 유기증기상 상피(화학증기상 증착의 일종)에 적합한 전구체를 준비하여 준비되었다.[19]탄탈산 스트론튬 필름, Sr(TaO3)2도 원자층 증착 접근법과 그 특성을 조사하여 준비되었다.[20]

탄탈룸(V) 이산화물은 산화칼록실산(TaO44(OECH3))8과 같이 산화칼록실산(Carboxylic acids)을 공급하기 위해 응축된다.4[8]그러한 화합물의 TaO44 코어는 큐바인 형태의 클러스터를 형성한다.

참조

  1. ^ "Tantalum Ethoxide and Niobium Ethoxide". Materian Advanced Chemicals. Retrieved 19 October 2012.
  2. ^ "Tantalum (V) ethoxide 99.98% trace metals basis". Sigma Aldrich. Retrieved 18 October 2012.
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