AsCl5与SbCl5固体形态：三棱锥结构与变体分析

本文是一篇由Silvia Haupt和Konrad Seppelt两位作者在2001年9月25日提交的学术论文，标题为《AsCl5和SbCl5的固态结构》。该研究主要关注两种卤化物——砷 pentachloride（AsCl5）和锑 pentachloride（SbCl5）在固体状态下的晶体结构。 首先，关于砷 pentachloride，其在固态下展现出一个典型的三棱锥双锥形结构。在这个结构中，As-Cl键长具有一定的变异，平均键长为As-Cleq=210.6 pm和As-Clax=220.7 pm。空间群为Pmmn，表明其晶体结构特征为平行对称，具体晶格参数为a=706.2 pm、b=760.3 pm、c=623.3 pm。这个研究提供了精确的结构数据，对于理解AsCl5的物理性质和化学反应有重要意义。 其次，锑 pentachloride表现出了更为复杂的相变行为。在高于254.1°C时，它也呈现出与AsCl5相似的三棱锥双锥形结构，其Asb-Cl键长分别为Sb-Cleq=227.0 pm和Sb-Clax=233.3 pm，空间群为P63/mmc，相应的晶格参数为a=741.4 pm和c=799.0 pm。然而，当温度降低至254.1°C以下，SbCl5经历了一个可逆转变，形成一个双氯桥联的二聚体。这种变化导致了其结构变为共享边的双八面体，空间群变为P21/c，相应的晶格参数为a=5952.4 pm、b=1189.9 pm、c=1219.7 pm，而β角为108.27°。这说明SbCl5在不同温度条件下表现出不同的结构和动态行为。 值得注意的是，在存在水的情况下，AsCl5的形成会受到抑制，可能是因为形成了含八面体阴离子的盐类化合物。这提示了环境因素如何影响这些卤化物的稳定性和反应性。 这篇论文提供了AsCl5和SbCl5固态结构的关键信息，对于材料科学家、化学家以及晶体结构研究人员来说，这是一个深入理解这两种化合物在固态下行为的基础。通过分析这些结构，可以预测它们的物理性质、反应活性，以及潜在的应用领域，如催化剂、电子材料或光电子器件等。