Chlorure de molybdène(V)

Le chlorure de molybdène(V), ou pentachlorure de molybdène, est un composé chimique de formule (MoCl₅)₂. Il se présente sous la forme d'un solide bleu-noir ininflammable très hygroscopique paramagnétique à l'odeur piquante et qui réagit violemment au contact de l'eau. Sa couleur peut virer au vert foncé s'il développe des oxychlorures. Sa molécule à l'état solide est un dimère, qui se dissocie en monomères à l'état gazeux, où il prend une teinte rouge^[4].

Chlorure de molybdène(V)
Structure du chlorure de molybdène(V).
Identification
Nom UICPA	pentachloromolybdène
No CAS	10241-05-1
No ECHA	100.030.510
No CE	233-575-3
No RTECS	QA4690000
PubChem	61497
ChEBI	30635
SMILES	Cl[Mo](Cl)(Cl)(Cl)Cl PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/5ClH.Mo/h5*1H;/q;;;;;+5/p-5 Std. InChIKey : GICWIDZXWJGTCI-UHFFFAOYSA-I
Apparence	poudre bleu-noir[1]
Propriétés chimiques
Formule	Cl5MoMoCl5
Masse molaire[2]	273,23 ± 0,03 g/mol Cl 64,88 %, Mo 35,12 %,
Propriétés physiques
T° fusion	194 °C[1]
T° ébullition	268 °C[1]
Solubilité	réagit violemment au contact de l'eau
Masse volumique	2,928 g/cm3[1] à 20 °C
Cristallographie
Système cristallin	monoclinique
Classe cristalline ou groupe d’espace	C/2m (no 12) monoclinique Hermann-Mauguin : ${\displaystyle C~1~2/m~1\,}$ Hermann-Mauguin court : ${\displaystyle C2/m\,}$ Schoenflies : ${\displaystyle C_{2h}^{3}\,}$
Précautions
SGH[1]
Danger H314, P280, P310 et P305+P351+P338 H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P310 : Appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer.
NFPA 704[3]
0 3 0
Transport[1]
80 2508 Code Kemler : 80 : matière corrosive ou présentant un degré mineur de corrosivité Numéro ONU : 2508 : PENTACHLORURE DE MOLYBDÈNE Classe : 8 Étiquette : 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage III : matières faiblement dangereuses.
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Structure et propriétés

Le pentachlorure de molybdène cristallise dans une forme α du système monoclinique selon le groupe d'espace C/2m (n^o 12) avec comme paramètres cristallins a = 1 731 pm, b = 1 781 pm, c = 607,9 pm et β = 95,7°^[5], soit une structure cristalline distincte de celle du NbCl₅. On en connaît également trois autres polymorphes : la forme β a une structure cristalline triclinique avec le groupe d'espace P1 (n^o 2), la forme γ a une structure cristalline orthorhombique avec le groupe d'espace Pnma (n^o 62) et la forme δ a une structure cristalline monoclinique avec le groupe d'espace P2₁/c (n^o 14)^[6].

Il est soluble dans l'eau et l'éthanol après solvolyse en donnant une solution vert foncé, et sans se décomposer dans des solvants organiques tels que l'éther diéthylique, le chloroforme, le tétrachlorométhane (donnant une solution rouge foncé), ou encore le disulfure de carbone.

Production et réactions

Le pentachlorure de molybdène peut être obtenu en faisant réagir du molybdène dans du chlore Cl₂ en l'absence d'oxygène O₂^[5]. Avant la réaction, la poudre métallique doit être chauffée à des températures élevées dans un courant d'hydrogène H₂ ou d'azote N₂ dépourvu d'oxygène pour éliminer tout oxyde de surface. Des précautions doivent alors être prises pour s'assurer que l'air et l'humidité sont complètement éliminés du milieu réactionnel avant la réaction avec le chlore^[7] :

2 Mo + 5 Cl₂ ⟶ 2 MoCl₅.

On peut également l'obtenir en faisant réagir du trioxyde de molybdène MoO₃ avec du tétrachlorométhane CCl₄ sous pression^[4].

Le pentachlorure de molybdène est réduit par l'acétonitrile CH₃CN pour donner un complexe orange MoCl₄(CH₃CN)₂ qui réagit avec le tétrahydrofurane (THF) pour donner le MoCl₄(THF)₂, précurseur d'autres complexes de molybdène^[8].

Le bromure de molybdène(IV) (en) MoBr₄ est obtenu par traitement de pentachlorure de molybdène par le bromure d'hydrogène HBr :

2 MoCl₅ + 10 HBr ⟶ 2 MoBr₄ (en) + 10 HCl + Br₂.

Cette réaction fait intervenir du bromure de molybdène(V) MoBr₅ instable, qui libère du brome Br₂ à température ambiante^[9].

Le pentachlorure de molybdène est un bon acide de Lewis envers les ligands non oxydables. Il forme un adduit avec le chlore pour donner [MoCl₆]⁻. En synthèse organique, il peut être utilisé pour réaliser des réactions de chloration, de désoxygénation ou de couplage oxydant^[10].

Applications

Le pentachlorure de molybdène peut être utilisé pour déposer du molybdène^[11].