四溴化铀 | 13470-20-7

• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 锕系盐类
• 中文名称: 四溴化铀
• 英文名称: uranium(IV) bromide
• 英文别名: uranium tetrabromide；Uranium(4+);tetrabromide
• CAS: 13470-20-7
• 化学式: Br₄U
• 分子量: 557.645
• InChiKey: IMNIORQANNGBDO-UHFFFAOYSA-J

物化性质

• 熔点：
  519°C
• 沸点：
  778.62°C (estimate)
• 密度：
  5.35 [CRC10]
• 溶解度：
  溶于水、乙醇
• 稳定性/保质期：
  性质为棕色或黑棕色的微细结晶，属于单斜晶系，其晶体参数为：a=10.92A、b=8.69A、c=7.05A，β=93.9°。计算得到的密度为5.55g/cm³。熔点为519℃，沸点在740mmHg下的值为765℃。其蒸汽压可以通过以下公式表示： - 固体蒸气压：lgP=-10900/T+14.56 - 液体蒸气压：lgP=-7060/T+9.71 其中，P代表压力（单位：mmHg），T代表温度（单位：K）。 由于其蒸汽压较高，可以利用这一特点进行精制。然而，它具有很强的吸湿性，并且在干燥空气中于140℃时会被氧化生成UO₂Br₂。因此，在处理时必须在干燥的氮气或氩气中操作。此外，这种物质不溶于正庚烷、苯和四氯化碳。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  3.38
• 重原子数：
  5
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

ADMET

毒理性

• 副作用

Nephrotoxin - The chemical is potentially toxic to the kidneys in the occupational setting. 肾毒素 - 该化学品在职业环境中可能对肾脏有毒。

Nephrotoxin - The chemical is potentially toxic to the kidneys in the occupational setting.

来源:Haz-Map, Information on Hazardous Chemicals and Occupational Diseases

制备方法与用途

制备方法 方法1：金属铀与溴的直接反应

利用金属铀与溴的直接反应来制备四溴化铀。具体步骤如下：

1. 取200～500g金属铀切片，放入图示装置4中。
2. 将旋塞10和10'之间抽真空。
3. 通过液氮捕集器去除氦气中的水分，并通过加热至500~600℃的铜除去氧。然后从13通入干燥高纯度的溴，从16放出。
4. 等装置内部充分置换后，首先开启旋塞10，待压力升至100kPa以上后，再开启10'。流速控制在2L/min。
5. 使电炉升温至600～700℃。反应产生的四溴化铀开始蒸发，在冷却室5中被冷却并附着于器壁上，轻轻叩打使其落入收集器8中。
6. 反应时间为4～8小时后冷却，用干燥的氦气置换装置内的气体。收率为85%～97%。

方法2：三氧化铀与四溴化碳反应

使三氧化铀与四溴化碳在165℃下进行反应。 [ \text{UO}_3 + 3\text{CBr}_4 \rightarrow \text{UBr}_4 + 3\text{COBr}_2 + \text{Br}_2 ]

具体步骤如下：

1. 在图示装置3中加入三氧化铀和过量的四溴化碳。其中，三氧化铀通过在硝酸双氧铀溶液中加过氧化氢产生沉淀并加热至350℃获得。
2. 从6处导入精制氮气（先用灼热的铜除去氧，并依次通过硫酸捕集器和五氧化二磷除去水分）。
3. 在油浴中加热至165℃，反应生成的羰基溴及溴经蒸发排出系统外。反应时间为约1小时。

四溴化铀制备装置

如图所示为四溴化铀制备所需设备：

• 1—盖；2—电炉；3—铝箔反射板；4—石英玻璃反应器；
• 5—石英玻璃冷却室；6—收集UBr4的入口；7—硼硅酸玻璃磨口；
• 8—硼硅酸玻璃收集器；9—玻璃棉；10,10'—真空旋塞；11—橡胶管；
• 12—硫酸捕集器及鼓泡器；13—盛溴容器；14—气体入口；
• 15—磨口；16—通风橱入口；17—石英玻璃硼硅酸玻璃连接部分。

用途简介

四溴化铀的用途简述待补充。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  四溴化铀 在 硅烷 作用下， 反应 336.0h， 以100%的产率得到
  参考文献：
  名称：

  轻松合成纯卤化铀（III）：UF3，UCl3，UBr3和UI3

  摘要：

  本文中，我们描述一个方便的实验室规模合成纯和无溶剂二进制铀（III）卤化物UCL 3，UBR 3，和UI 3。这是通过在中等温度下用硼硅酸盐安瓿中的元素硅还原各个卤化铀（IV）来实现的。作为副产物形成的四卤化硅Si X 4用于通过化学气相传输反应除去过量的起始原料。本文介绍的合成方法避免了对纯金属铀的需求，并且基于由UO 2合成的卤化铀（IV）以及各自的卤化铝，并通过化学蒸汽传输进行纯化。这些卤化铀（III）以单晶形式获得。类似的反应产生作为微晶粉末的UF 3。但是，这种卤化物不会发生有益的转运反应。而且，必须施加更高的温度并且必须使用钢安瓿。通过粉末X射线衍射和红外光谱检查产品的身份和纯度。UI 3的合成首次实现了其在单晶上的晶体结构确定。UI 3结晶为PuBr 3结构类型，空间类型为Cmcm，a = 4.3208（9），b= 13.923（3），C ^ = 9.923（2）埃，V = 596

  DOI：

  10.1002/zaac.201700402
• 作为产物：
  描述：

  uranium dioxide 、 溴 在 C 作用下， 以 neat (no solvent, solid phase) 为溶剂， 生成 四溴化铀
  参考文献：
  名称：

  利用紫外光电子能谱和密度泛函计算研究锕系四溴化物 ThBr4 和 UBr4 的电子结构

  摘要：

  UBr4 和 ThBr4 的紫外光电子光谱已在气相中记录，并使用相对论密度泛函计算进行解释。对于 ThBr4，观察到 8 个谱带被解释为来自 Td 对称 Br4 单元的 5 个 Br 4p 对称轨道的电离，其中三个谱带 [(4t2)-1、(1t1)-1 和 (3t2) -1 电离] 每个通过自旋轨道相互作用分成两个。观察到的分裂根据 Th 6p 和 Br 4p 对轨道的贡献以及与已知的 ThF4 和 ThCl4 的紫外光电子光谱进行比较来合理化。ThBr4的第一垂直电离能（VIE）为（10.92±0.03）eV。UBr4 显示出非常相似的光电子光谱，在 (9.65±0.02) eV VIE 处有一个额外的波段。这与 (5t2)-1 (U 5f,6d) 电离有关。

  DOI：

  10.1063/1.1370945

文献信息

• Tertiary phosphine derivatives of the f-block metals. Preparation of X4M(Me2PCH2CH2PMe2)2, where X is halide, methyl or phenoxy and M is thorium or uranium. Crystal structure of tetraphenoxybis[bis(1,2-dimethylphosphino)ethane]uranium(IV)
  作者：Peter G. Edwards、Richard A. Andersen、Allan Zalkin

  DOI：10.1021/ja00416a019

  日期：1981.12

  Through a number of tertiary phosphine complexes or uranium halides have been claimed, most of the claims have been shown to be false. In this communication we describe the synthesis of some authentic bis(1,2-dimethylphosphino)ethane (dmpe) complexes of uranium(IV) and thorium(IV) halides of the type X/sub 4/M(dmpe)/sub 2/ and their conversion to the tetramethyl and tetraphenoxo derivatives. The crystal

  通过对许多叔膦配合物或铀卤化物的索赔，大多数索赔已被证明是错误的。在这篇通讯中，我们描述了一些真正的双（1,2-二甲基膦基）乙烷（dmpe）配合物的铀（IV）和钍（IV）卤化物 X/sub 4/M(dmpe)/sub 2/以及它们向四甲基和四苯氧代衍生物的转化。描述了苯氧基衍生物 (PhO)/sub 4/U(dmpe)/sub 2/ 的晶体结构。
• Absorption spectrum and crystal-field analysis of U4+ ions in CsCdBr3 single crystals
  作者：M. Karbowiak、A. Mech、J. Drożdżyński

  DOI：10.1016/j.chemphys.2004.08.014

  日期：2005.1

  Cs2UBr6 and Cs2ZrBr6 single crystals. A crystal-field analysis was performed by fitting eight atomic (in the orthogonal formalism) and 6 crystal-field parameters to the experimental Stark levels with an r.m.s. deviation of 100 cm−1. The obtained values of the Hamiltonian parameters are discussed and compared with those reported in previous analyses of U4+ ions. The relatively strong crystal field, resulting

  U 4+：CsCdBr 3的单晶通过Bridgman–Stockbarger技术生长。已经假定，U 4+离子取代了两个Cd 2+离子，并且具有C 3v位对称。从7 K吸收光谱中分配了37个能级，它们位于4000到25,000 cm -1之间，涵盖了除1 S 0多重峰之外的所有峰。电平的对称性被所述Γ的观测小分裂的基础上确定3由U的低温吸收光谱的对比双峰以及4+：CsCdBr 3与先前针对u所报告的Cs 2 UBr 6和Cs 2 ZrBr 6单晶中的4+。通过将八个原子（以正交形式表示）和六个晶体场参数拟合到实验Stark水平（均方根误差为100 cm -1）来执行晶体场分析。对获得的哈密顿参数值进行了讨论，并与先前对U 4+离子的分析中所报告的值进行了比较。相对强的晶体场（导致N v  = 8530 cm -1）证明，在CsCdBr 3晶体中，U 4+离子位于高对称位点。
• The direct electrochemical synthesis of neutral and anionic halogen complexes of uranium(IV) and uranium(VI)
  作者：N. Kumar、Dennis G. Tuck

  DOI：10.1016/s0020-1693(00)87469-1

  日期：1984.10

  Abstract The electrochemical oxidation of anodic uranium into acetonitrile solutions of X 2 (X = Cl, Br) under nitrogen gives rise to UCl 4 ·4CH 3 CN or UBr 4 ·2CH 3 CN in good yield. These compounds are easily converted to other UX 4 adducts. In the presence of oxygen, solutions of UO 2 X 2 are produced by the electrolysis, and the parent halide, or neutral addition compounds, are readily obtained

  摘要在氮气氛下，将阳极铀电化学氧化为X 2（X = Cl，Br）的乙腈溶液，可生成高收率的UCl 4·4CH 3 CN或UBr 4·2CH 3 CN。这些化合物很容易转化为其他UX 4加合物。在氧的存在下，通过电解产生UO 2 X 2的溶液，并且容易从中获得母体卤化物或中性加成化合物。在电池中添加R 4 NX会导致在氮气下直接合成（R 4 N）2 UX 6或在氧气下直接合成（R 4 N）2 UO 2 X 4。可以通过电解成N，N-二甲基甲酰胺（= dmf）形成的唯一碘化合物是UI 4·4dmf。
• Facile syntheses of pure uranium halides: UCl₄, UBr₄ and UI₄
  作者：Stefan S. Rudel、Florian Kraus

  DOI：10.1039/c7dt00726d

  日期：——

  Herein we describe convenient lab scale syntheses of several uranium(IV) halides of high purity by reaction of AlX3 (X = Cl, Br and I) with UO2, which is readily available by reduction of uranyl salts like UO2(NO3)2·6H2O. UCl4, UBr4, and UI4 are obtained in the form of aggregates of large single crystals. Their identities and purity were checked by powder X-ray diffraction, IR spectroscopy and elemental

  本文中，我们描述了通过AlX 3（X = Cl，Br和I）与UO 2反应而方便地实验室合成的几种高纯度铀（IV）卤化物，可通过还原UU 2（NO 3）2 ·6H 2 O. UCL 4，UBR 4，和UI 4在大单晶的聚集体的形式获得。通过粉末X射线衍射，红外光谱和元素分析检查了它们的身份和纯度。此处引入的合成避免了对纯金属铀的需求，并且基于更容易获得的原材料UO 2，甚至不必是纯净的，以及各自的卤化铝。化学气相传输（CVT）用于原位纯化产品。
• Di-iodotetrakis(triphenylarsine oxide)uranium(IV) hexaiodouranate(IV). A new type of actinoid co-ordination compound
  作者：Jan G. H. du Preez、B. Zeelie

  DOI：10.1039/c39870000757

  日期：——

  A new type of co-ordination compound having UX4L2 stoicheiometry consisting of both cationic and anionic six co-ordinated metal species has been isolated (M = uranium, X = iodide, and L = neutral donor ligand).

  已分离出一种具有UX 4 L 2化学计量的新型配位化合物，该配位化合物由阳离子和阴离子六个配位金属组成（M =铀，X =碘化物和L =中性施主配体）。