Cloruro di niobio(V)
# Cloruro di niobio(V)

Il cloruro di niobio(V) o pentacloruro di niobio è il composto inorganico di formula $NbCl_5.$ In condizioni normali è un solido cristallino giallo deliquescente, che si idrolizza rapidamente a contatto con l'acqua. In questo composto il niobio è nello stato di ossidazione +5. Viene usato come precursore di altri composti di niobio.

## Struttura

Allo stato solido la struttura è costituita da dimeri con ponti a cloro. Sono noti vari polimorfi. Nella struttura cristallina del polimorfo α ogni centro di niobio è esacoordinato, con una geometria ottaedrica significativamente distorta. Sul piano equatoriale le distanze di legame niobio-cloro terminali sono di 225 pm, mentre quelle a ponte sono di 256 pm. Le distanze assiali niobio-cloro sono 229,2 pm, e gli assi sono inclinati all'indentro formando un angolo di 83,7° rispetto al piano equatoriale della molecola. L'angolo Nb–Cl–Nb del ponte è di 101,3°. La distanza Nb–Nb è 398,8 pm, troppo lunga perché sia possibile una qualche interazione tra i due metalli. $NbBr_5,$ $TaCl_5$ e $TaBr_5$ sono isostrutturali con $NbCl_5;$ $NbI_5$ e $TaI_5$ hanno invece strutture differenti.

Allo stato gassoso $NbCl_5$ è monomerico, con struttura di bipiramide trigonale e simmetria molecolare $D_{3h}.$

## Sintesi

Industrialmente $NbCl_5$ si ottiene per clorurazione diretta a 500-600 °C del niobio metallico o di leghe ferro/niobio (che possono contenere anche tantalio e altri metalli). $NbCl_5$ viene isolato e purificato per distillazione.

In laboratorio $NbCl_5$ si prepara spesso dall'ossido $Nb_2O_5;$ il problema principale è la reazione incompleta con formazione di ossialogenuri come $NbOCl_3.$ La conversione si può effettuare con cloruro di tionile. $NbCl_5$ si può preparare anche per clorurazione di $Nb_2O_5$ in presenza di carbone a 300 °C, ma anche in questo caso i prodotti possono contenere $NbOCl_3.$ Sono possibili anche altre procedure. Alla fine $NbCl_5$ si può purificare per sublimazione.

## Reattività

$NbCl_5$ è un composto stabile, ma igroscopico e deliquescente. È un acido di Lewis forte, ma meno del corrispondente fluoruro $NbF_5.$ In acqua si idrolizza rapidamente formando l'ossido idrato e acido cloridrico. Si scioglie in solventi organici non coordinanti come etere e $CCl_4$ mantenendo la struttura dimera. In solventi coordinanti forma addotti tipo $NbCl_5L$ e $NbCl_5L_2.$ Con cloruri dei metalli alcalini (MCl) reagisce formando $M^+NbCl_6^–.$

## Usi

$NbCl_5$ è il precursore più usato per la sintesi di altri composti di niobio, tra i quali gli alcossidi, che trovano un utilizzo di nicchia nei processi sol-gel. In chimica organica è un acido di Lewis di uso specialistico, utile per attivare gli alcheni nella reazione carbonile-ene e nella reazione di Diels-Alder.

## Indicazioni di sicurezza

$NbCl_5$ è disponibile in commercio. Il composto è nocivo se ingerito, inalato o per contatto con la pelle. Per contatto provoca gravi ustioni cutanee e gravi lesioni agli occhi. Non ci sono dati che indichino proprietà cancerogene. Viene considerato poco pericoloso per le acque e l'ambiente.

