塩化ニオブ(IV)（えんかニオブ よん、）は、化学式NbCl4で表される無機化合物である。黒紫色の結晶として存在し、空気や湿気に極めて敏感であり、加熱により塩化ニオブ(III)および塩化ニオブ(V)へと不均化分解を起こすMacintyre, J.E.; Daniel, F.M.; Chapman and Hall; Stirling, V.M. Dictionary of Inorganic Compounds. 1992, Cleveland, OH: CRC Press, p. 2957。
構造と性質 固相では、塩化ニオブ(IV)は頂点を共有する八面体の鎖状構造からなり、Nb-Nb間の距離は交互に302.9、379.4 pmである。距離が短い方はNb-Nb結合に対応し、このため化合物は反磁性を示す。塩化ニオブ(IV)の構造は、塩化タングステン(IV)の構造に非常に類似している。
テトラクロロビス(テトラヒドロフラン)ニオブなどの、化学式NbCl4L2で表される錯体は、単量体のみを形成し、dxy軌道上に1つの不対電子が生じるため、化合物は常磁性を示す。
塩化ニオブは空気中で容易に酸化、加水分解し、酸化ニオブ(V)を生成する。
合成 塩化ニオブ(IV)は、通常ニオブ金属と塩化ニオブ(V)の結晶を数日間にわたって、金属は約400 ℃、塩は約250 ℃の温度勾配下で反応させることによって合成することができる 4 NbCl5 + Nb → 5 NbCl4。
また、塩化ニオブ(V)をアルミニウム粉末によって還元することで合成することもできる。
3 NbCl5 + Al → 3 NbCl4 + AlCl3
同様の方法は臭化ニオブ(IV)や塩化タンタル(IV)の合成においても用いられる。ヨウ化ニオブ(IV)は、ヨウ化ニオブ(V)の熱分解により合成される。
塩化ニオブ(IV)は、400 ℃において不均化分解を起こす。 2 NbCl4 → NbCl3 + NbCl5
反応 テトラヒドロフラン配位子が不安定であるため、NbIV化学における有用なシントンとなるテトラクロロビス(テトラヒドロフラン)ニオブの合成は、塩化ニオブ(IV)の不均化分解が用いられるHubert-Pfalzgraf, L.G. Niobium & Tantalum: Inorganic & Coordination Chemistry. 2006: John Wiley & Sons, Ltd.。この化合物は、まず塩化ニオブ(V)とアルミニウムをアセトニトリル中で反応させ、生成物固体にテトラヒドロフランを加えることで合成することができる。
3 NbCl5 + Al + 3 CH3CN → 3 NbCl4(NCCH3)3 + AlCl3 3 NbCl4(NCCH3)3 + AlCl3 + 3 C4H8O → 3 NbCl4(thf)2 + 9 MeCN + AlCl3(thf)
脚注