四氯化钛

四氯化钛是无机化合物，其化学式为TiCl4。它是生产金属钛和颜料二氧化钛的一个重要中间体。TiCl4是一种挥发性液体。与潮湿的空气接触后，它会形成厚厚的二氧化钛（TiO2）和盐酸云，这种反应以前曾被利用于烟雾机中。

TiCl4是一种致密的、无色的可蒸馏液体，尽管粗略的样品可能是黄色甚至是红褐色的。它是罕见的过渡金属卤化物之一，在室温下是一种液体，VCl4是另一个例子。这一特性反映了一个事实，即TiCl4的分子有较弱的自我关联性。大多数金属氯化物是聚合物，其中氯原子在金属之间架桥。它的熔点和沸点与CCl4相似。Ti4+有一个封闭的电子壳，其电子数与贵重气体氩相同。TiCl4的四面体结构与它被四个相同的配体包围的d0金属中心（Ti4+）的描述一致。这种配置导致了高度对称的结构，因此分子的四面体形状。TiCl4采用了与TiBr4和TiI4类似的结构；这三种化合物有许多相似之处。TiCl4和TiBr4反应得到混合卤化物TiCl4-xBrx，其中x=0、1、2、3、4。磁共振测量也表明，TiCl4和VCl4之间的卤化物交换也很迅速。四氯化钛可溶于甲苯和氯气。某些芳烃形成TiCl4与供体溶剂（如THF）发生放热反应，产生六价加合物的类型。体积较大的配体（L）会产生五配位的加合物TiCl4L。生产TiCl4是通过氯化法生产的，包括在900℃下，在流动的氯气中用碳还原氧化钛矿石，通常是钛铁矿（FeTiO3）。杂质通过蒸馏除去。2FeTiO3+7Cl2+6C→2TiCl4+2FeCl3+6CO联合生产FeCl3是不可取的，这促使了替代技术的发展。不直接使用钛铁矿，而使用金红石渣。这种材料是TiO2的一种不纯形式，通过使用碳还原或用硫酸萃取来去除铁，从而从钛铁矿中提取。粗制TiCl4含有各种其他挥发性卤化物，包括氯化钒（VOCl3）、四氯化硅（SiCl4）和四氯化锡（SnCl4），它们必须被分离。

钛金属的生产全世界的钛金属供应，每年约25万吨，是由TiCl4制成的。这种转换包括用金属镁还原四氯化物。这个过程被称为Kroll工艺。2Mg+TiCl4→2MgCl2+Ti在亨特过程中，液态钠是还原剂，而不是镁。钛白粉的生产大约90%的TiCl4产量被用来制造颜料二氧化钛（TiO2）。这种转换涉及到TiCl4的水解，这一过程会形成氯化氢。TiCl4+2H2O→TiO2+4HCl在某些情况下，TiCl4会直接与氧气氧化。TiCl4+O2→TiO2+2Cl2烟幕它被用来生产烟幕，因为它产生的白烟很重，没有什么上升的趋势。Tickle是制作电影现场烟雾效果的标准手段，后来由于担心水合氯化物对呼吸系统的影响，在20世纪80年代被逐步淘汰。

四氯化钛是一种多用途的试剂，可以形成各种衍生物，包括下面说明的那些。醇解和相关反应四氯化钛的一个特征反应是它容易水解，其标志是释放出氯化氢蒸汽和钛氧化物及氧氯化物。四氯化钛已被用于制造海军烟幕，因为所形成的盐酸气溶胶和二氧化钛能非常有效地散射光线。然而，这种烟雾具有腐蚀性。醇类与TiCl4反应，产生烷氧基化物，公式为TiCl4+2Hacac→Ti（acac）2Cl2+2HCl有机胺与TiCl4反应，得到含有酰胺（R2N---含有）和亚胺（RN2---含有）的络合物。

与氨气一起，形成氮化钛。一个说明性的反应是合成四(二甲氨基)钛Ti(N(CH3)2)4，一种黄色的苯溶性液体：这个分子是四面体，有平面的氮中心。4LiN（CH3）2+TiCl4→4LiCl+Ti（N（CH3）2）4具有简单配体的络合物TiCl4是一种路易斯酸，因为它有水解的倾向。与乙醚THF反应，TiCl4会产生TiCl4（THF）2的黄色晶体。与氯盐，TiCl4反应形成顺序氯离子与TiCl4的反应取决于反离子。这个反应说明了TiCl+3实体的高路易斯酸度，w