Tính chất hóa học Urani(IV)_chloride

Mẫu UCl4

Urani(IV) chloride là một chất rắn màu xanh lá cây đậm, hút ẩm. Cấu trúc tinh thể cho thấy urani được bao quanh bởi tám nguyên tử clo, bốn ở 264 pm và bốn còn lại ở 287 pm.[1] Phân tử UCl4 là một axit Lewis và tan trong các dung môi có thể hoạt động như các base phi protic Lewis. 

Sự tan trong các dung môi phức tạp hơn

Khi UCl4 được thêm vào nước, ion urani(IV) hydrat được hình thành.

UCl4 + xH2O → [U(H2O)x]4+ + 4Cl−

(Các ion nước [U(H2O)x]4+, x là 8 hoặc 9)[2] sau đó bị thủy phân mạnh.

[U(H2O)x]4+ ⇌ [U(H2O)x − 1(OH)]3+ + H+

PKa cho phản ứng này là ≈ 1,6[3], do đó thủy phân chỉ thiếu trong các dung dịch có độ axit 1 mol dm−3 hoặc mạnh hơn (pH < 0). Quá trình thủy phân xảy ra ở pH > 3. Các hợp chất clo của ion aqua có thể được hình thành. Ước lượng giá trị log K cho sự hình thành [UCl]3+ (dd) dao động từ -0,5 đến +3 do khó khăn trong việc xử lý thủy phân đồng thời. 

UCl4 + xROH ⇌ UCl4 − x(OR)x + xHCl

Urani(IV) chloride hòa tan trong các dung môi như tetrahydrofuran, acetonitrile, dimethyl formamide… có thể hoạt động như các base Lewis. Các dung dịch có công thức UCl4Lx được hình thành có thể được cô lập. Dung môi phải hoàn toàn không có nước hòa tan, hoặc thủy phân sẽ xảy ra, với dung môi, proton được giải phóng. 

UCl4 + H2O + S ⇌ UCl3(OH) + SH+ +Cl−

Các phân tử dung môi có thể được thay thế bằng các phối tử khác trong một phản ứng như:

UCl4 + 2Cl− → [UCl6]2−

Dung môi không xuất hiện, cũng giống như khi các phức của các ion kim loại khác được hình thành trong dung dịch nước.

Các dung dịch của UCl4 dễ bị oxy hóa bằng không khí, kết quả là tạo ra phức hợp ion uranyl.