Фторид брома(III)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Фторид брома(III)
Bromine trifluoride.svg
Фторид брома(III)
Общие
Систематическое
наименование
Фторид брома (III)
Хим. формула BrF3
Физические свойства
Молярная масса 136,90 г/моль
Плотность (тв.) 3,2 г/см3 ,(жидк) 2,8 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 8,8 °C
Т. кип. 125,8 °C
Классификация
Рег. номер CAS 7787-71-5
PubChem 24594
SMILES
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Фторид брома(III) (трифторид брома, трёхфтористый бром) BrF3 — соединение брома с фтором, представляющее собой при комнатной температуре подвижную бесцветную жидкость, иногда окрашенную желтовато-серым или соломенным цветом (за счёт разложения вещества с образованием бурого брома), дымящую на воздухе. Обладает сильным раздражающим запахом.

Строение[править | править вики-текст]

Строение молекулы BF3

Гибридизация атома брома в молекуле sp³d, а строение молекулы полностью аналогичное строению молекулы трифторида хлора, то есть Т-образное, с одной длинной связью и двумя более короткими.

Для трифторида брома также изучена кристаллическая решётка. Кристаллическая ячейча — орторомбическая. Параметры ячейки: [1]

Параметр Значение
a 534 пм
b 735 пм
c 661 пм

Предположительно, в узлах кристаллической решётки находятся ионы [BrF2]+ и [BrF4].

Физико-химические свойства[править | править вики-текст]

Дипольный момент молекулы составляет 1.19 Дебая.

Термодинамические величины[править | править вики-текст]

Свойство Значение
Стандартная энтальпия образования (в жидкой фазе) −300,8 кДж/моль
Стандартная энтальпия образования (в газовой фазе) −255,6 кДж/моль
Энтропия образования (в жидкой фазе) 178,2 Дж/(моль·К)
Энтропия образования (в газовой фазе) 292,5 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость (в жидкой фазе) 124,6 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость (в газовой фазе) 66,6 Дж/(моль·К)
Энтальпия плавления 12,03 кДж/моль
Энтальпия кипения 42,68 кДж/моль[2]

Растворимость[править | править вики-текст]

Растворитель Значение
Жидкий бром Не смешивается
Вода Реагирует
Серная кислота Растворим
Фтороводород Неограничено смешиваются
(при температуре выше 292К).

Хорошо растворяет фториды некоторых металлов, например NaF, KF, AgF, SnF2, BaF2, SbF2.

Химические свойства[править | править вики-текст]

  • Воспламеняет многие органические соединения (в частности, бумагу и древесину).
  • В жидком состоянии подвергается автоионизации по следующей схеме:
\mathsf{BrF_3 \rightleftarrows BrF_2^+ + BrF_4^-}
  • Многие фториды металлов при расторении образуют двойные соединения, которые в большинстве своём устойчивы к нагреванию, и теряют BrF3 лишь при температурах выше 200 °C. Например при растворении в трифториде брома фторида калия выделяется следующее соединение:
\mathsf{KF + BrF_3 \rightarrow KBrF_4}

Получение[править | править вики-текст]

  • Трифторид брома можно получить из простых веществ при комнатной температуре (20 °C)
\mathsf{Br_2 + 3F_2 \rightarrow 2BrF_3}
  • Также, трифторид брома является продуктом диспропорционирования монофторида брома. При этом также образуется свободный бром:
\mathsf{3BrF \rightarrow BrF_3 + Br_2}[3]

Применение[править | править вики-текст]

BrF3 нашел достаточно большой спектр различных вариантов применения. Вот некоторые из них:

  • Трифторид брома — очень хороший фторирующий агент. Он используется во всевозможных органических синтезах. Например, в реакции с сукциннитрилом (NCCH2CH2CN) образуется 1,1,1,4,4,4-гексафторбутан, который сложно получить, если использовать другие фторирующие агенты.[4]
  • На основе системы литий/трифторид брома разрабатывается достаточно перспективный источник тока.[5]
  • Также трифторид можно использовать для травления кристаллов кремния в газовой фазе, что может успешно применяться для производства различных полупроводниковых приборов.[6]
  • Успешно применяется в ядерной промышленности для получения и разделения фторидов урана, а также является перспективным для переработки ядерного топлива:
\mathsf{2U + 5BrF_3 \rightarrow 2UF_6 + 3BrF + Br_2}
  • Для некоторых синтезов, трифторид брома выступает одновременно в роли растворителя, фторирующего агента и окислителя. Например, реакция с трихлоридами металлов, в которой образуются соли фторпроизводных кислот:
\mathsf{MeCl_3 + 3KHF_2 \rightarrow K_3MeF_6\downarrow + 3HCl}

Опасности[править | править вики-текст]

Трифторид брома является достаточно опасным веществом. Среди опасностей связанных с применением этого вещества можно выделить следующие:[7]:

  • Вероятность взрыва от удара, трения или искры.
  • Токсичен для вдыхания и попадание внутрь организма.
  • Оставляет серьёзные плохозаживающие ожоги при попадании на кожу.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. X-Ray investigation of the structure of liquid Bremine Trifluoride. V.N. Mitkin, G.S. Yurev, S.V. Zemskov, V.I. Kazakova. Journal of Structural Chemistry Volume 28, Number 1, 1987.
  2. Рабинович В. А., Хавин З. Я. «Краткий химический справочник» Л.: Химия, 1977
  3. Simons JH (1950). «Bromine (III) Fluoride — Bromine Trifluoride». Inorganic Synthesis 3: 184—186
  4. Max T. Baker, Jan A. Ruzicka, John H. Tinker. Journal of Fluorine Chemistry Volume 94, Issue 2, Pages 123—126
  5. Патент США № 5188913
  6. Патент США № 6436229
  7. Данные о опасности соединения

См. также[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Джолли У. И. Синтезы неорганических соединений. М:Мир., 440 с. — 1967 г.
  • Некрасов Б. В. Основы общей химии. В 2-ух томах., М:Химия, 1973 г.