Получен первый полихлорид таллия(III) с «запертой» молекулой хлора

Учёные из НИОХ  и ИНХ СО РАН получили необычное соединение — хлорталлат (III), в структуре которого «заперта» молекула Cl₂. Работа опубликована в журнале Inorganic Chemistry.

При взаимодействии TlCl, Me₄NCl и газообразного хлора в соляной кислоте выпали бесцветные кристаллы состава (Me₄N)₃{Tl₂Cl₉}. Это первый пример комплексного соединения трёхвалентного таллия, содержащего нейтральную молекулу Cl₂.

Рентгеноструктурный анализ показал, что в кристалле присутствуют редкие для химии таллия биядерные анионы [Tl₂Cl₉]³⁻, построенные из двух октаэдров [TlCl₆], соединённых общей гранью. Между этими анионами и «гостевой» молекулой Cl₂ возникают короткие контакты Cl···Cl (2.968 Å) — меньше суммы ван-дер-ваальсовых радиусов.

Соединение довольно стабильное: оно разлагается только при нагревании выше 140°C, что сравнимо с ранее известными полихлоридами Te, Sn, Pb и Bi. Такой «запас прочности» объясняется удачным выбором катиона — тетраметиламмония, который формирует оптимальную упаковку за счёт множественных C–H···Cl контактов.

В спектре комбинационного рассеяния чётко видны две линии при 516 и 522 см⁻¹, соответствующие колебаниям молекул Cl₂ с разным изотопным составом (³⁵Cl–³⁵Cl, ³⁵Cl–³⁷Cl, ³⁷Cl–³⁷Cl). Сдвиг полос в низкочастотную область по сравнению со спектром твёрдого хлора подтверждает образование галогенной связи.

Работа продолжает серию исследований ИНХ и НИОХ СО РАН по «полногалогенидным» комплексам, в которых нейтральные молекулы галогенов стабилизируются в кристаллической решётке за счёт невалентных взаимодействий. Такие соединения интересны как модели для изучения природы галогенной связи и могут найти применение в дизайне новых материалов.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (грант № 23-73-10054).

Источник: Пресс –служба ИНХ СО РАН