Fluorid vápenatý - Calcium fluoride - Wikipedia

Fluorid vápenatý
Identifikátory
Číslo CAS	7789-75-5 ;
3D model (JSmol )	Interaktivní obrázek; Interaktivní obrázek;
ChEBI	CHEBI: 35437 ;
ChemSpider	23019 ;
Informační karta ECHA	100.029.262
Číslo ES	232-188-7;
PubChem CID	24617;
Číslo RTECS	EW1760000;
UNII	O3B55K4YKI ;
Řídicí panel CompTox (EPA)	DTXSID4050487 ;
	InChI InChI = 1S / Ca.2FH / h; 2 * 1H / q + 2 ;; / p-2 Klíč: WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L ; InChI = 1 / Ca.2FH / h; 2 * 1H / q + 2 ;; / p-2 Klíč: WUKWITHWXAAZEY-NUQVWONBAZ;
	ÚSMĚVY [Ca + 2]. [F -]. [F-]; F [Ca] F;
Vlastnosti
Chemický vzorec	Ca.F2
Molární hmotnost	78.075 g · mol−1
Vzhled	Bílá krystalická pevná látka (jednotlivé krystaly jsou průhledné)
Hustota	3,18 g / cm3
Bod tání	1418 ° C (2584 ° F; 1691 K)
Bod varu	2533 ° C (4591 ° F; 2806 K)
Rozpustnost ve vodě	0,015 g / l (18 ° C); 0,016 g / l (20 ° C)
Produkt rozpustnosti (K.sp)	3.9 × 10−11
Rozpustnost	nerozpustný v aceton; slabě rozpustný v kyselině
Magnetická susceptibilita (χ)	-28.0·10−6 cm3/ mol
Index lomu (nD)	1.4338
Struktura
Krystalická struktura	kubický krystalový systém, cF12
Vesmírná skupina	Fm3m, # 225
Koordinační geometrie	Ca, 8, krychlový; F, 4, čtyřboká
Nebezpečí
Hlavní nebezpečí	Reaguje s koncentrovaným kyselina sírová k výrobě kyselina fluorovodíková
Bezpečnostní list	ICSC 1323
NFPA 704 (ohnivý diamant)	0 0 0
Bod vzplanutí	Nehořlavé
	Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
LDhle (nejnižší publikováno )	> 5000 mg / kg (orálně, morče); 4250 mg / kg (orálně, potkan)
Související sloučeniny
jiný anionty	Chlorid vápenatý; Bromid vápenatý; Jodid vápenatý
jiný kationty	Fluorid berylnatý; Fluorid hořečnatý; Fluorid strontnatý; Fluorid barnatý
	Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
	ověřit (co je ?)
	Reference Infoboxu

Fluorid vápenatý je anorganická sloučenina prvků vápník a fluor s vzorec CaF₂. Je to bílá nerozpustná pevná látka. Vyskytuje se jako minerál fluorit (také nazývaný kazivec), který je kvůli nečistotám často hluboce zbarven.

Chemická struktura

Sloučenina krystalizuje v kubický motiv zvaný fluoritová struktura.

Jednotková buňka CaF₂, známý jako fluoritová struktura, ze dvou rovnocenných hledisek. Druhý počátek se často používá při vizualizaci bodových defektů zadaných v kationtu.^[4]

Ca.²⁺ centra jsou osmi souřadnicemi, jsou vystředěna v krychli o osmi F⁻ centra. Každý F⁻ střed je koordinován na čtyři Ca²⁺ středy ve tvaru čtyřstěnu.^[5] I když jsou dokonale zabalené krystalické vzorky bezbarvé, minerál je často díky přítomnosti F-centra Stejná krystalová struktura se nachází v mnoha iontových sloučeninách vzorce AB₂, jako Výkonný ředitel₂, kubický ZrO₂, UO₂, ThO₂, a PuO₂. V odpovídajícím anti-struktura, nazývané antifluoritová struktura, se vyměňují anionty a kationty, například Být₂C.

Plynná fáze

Plynná fáze je pozoruhodná pro selhání předpovědí Teorie VSEPR; the CaF
2 molekula není lineární jako MgF
2, ale ohnutý s úhel vazby přibližně 145 °; dihalogenidy stroncia a baria mají také ohnutou geometrii.^[6] Bylo navrženo, že je to způsobeno fluoridem ligandy interakce s elektronovým jádrem^[7]^[8] nebo d-subshell^[9] atomu vápníku.

Příprava

Minerál fluorit je hojný, rozšířený a hlavně zajímavý jako předchůdce HF. Existuje tedy malá motivace pro průmyslovou výrobu CaF₂. Vysoce čistý CaF₂ se vyrábí zpracováním uhličitan vápenatý s kyselina fluorovodíková:^[10]

CaCO₃ + 2 HF → CaF₂ + CO₂ + H₂Ó

Aplikace

Přirozeně se vyskytující CaF₂ je hlavním zdrojem fluorovodík, komoditní chemikálie používaná k výrobě široké škály materiálů. Fluorid vápenatý v fluorit stát má značný komerční význam jako zdroj fluoridů.^[11] Fluorovodík se uvolňuje z minerálu působením koncentrovaného kyselina sírová:^[12]

CaF₂ + H₂TAK₄ → CaSO₄ (pevná látka) + 2 HF

Niche používá

Fluorid vápenatý se používá k výrobě optických komponent, jako jsou okna a čočky, používaných v termálních zobrazovacích systémech, spektroskopii, dalekohledy, a excimerové lasery. Je transparentní v širokém rozsahu od ultrafialových (UV) po infračervené (IR) frekvence. Jeho nízký index lomu snižuje potřebu antireflexní vrstvy. Pohodlná je také jeho nerozpustnost ve vodě. Dopadaný fluorid vápenatý, jako přírodní fluorit, vykazuje termoluminiscence a používá se v termoluminiscenční dozimetry. Vzniká, když se fluor kombinuje s vápníkem.

Bezpečnost

CaF₂ je klasifikován jako „není nebezpečný“, i když na něj reaguje kyselina sírová produkuje velmi toxické kyselina fluorovodíková. Pokud jde o inhalaci, NIOSH Doporučená koncentrace prachu obsahujícího fluor je 2,5 mg / m³ ve vzduchu.^[10]

Viz také

Reference

^ Pradyot Patnaik. Handbook of Anorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
^ Rentgenové difrakční vyšetřování CaF₂ at High Pressure, L. Gerward, J. S. Olsen, S. Steenstrup, M. Malinowski, S. Åsbrink and A. Waskowska, Journal of Applied Crystallography (1992), 25, 578-581 doi:10.1107 / S0021889892004096
^ „Fluoridy (jako F)“. Koncentrace bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví (IDLH). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
^ Burr, P. A .; Cooper, M. W. D. (2017-09-15). „Důležitost elastických efektů konečné velikosti: Neutrální defekty v iontových sloučeninách“. Fyzický přehled B. 96 (9): 094107. arXiv:1709.02037. Bibcode:2017PhRvB..96i4107B. doi:10.1103 / PhysRevB.96.094107. S2CID 119056949.
^ G. L. Miessler a D. A. Tarr „Anorganic Chemistry“, 3. vydání, vydavatel Pearson / Prentice Hall, ISBN 0-13-035471-6.
^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
^ Gillespie, R. J .; Robinson, E. A. (2005). "Modely molekulární geometrie". Chem. Soc. Rev. 34 (5): 396–407. doi:10.1039 / b405359c. PMID 15852152.
^ Bytheway, I .; Gillespie, R. J .; Tang, T. H .; Bader, R.F (1995). "Základní zkreslení a geometrie difluoridů a dihydridů Ca, Sr a Ba". Inorg. Chem. 34 (9): 2407–2414. doi:10.1021 / ic00113a023.
^ Seijo, Luis; Barandiarán, Zoila; Huzinaga, Sigeru (1991). "Ab initio modelový potenciál studie rovnovážné geometrie dihalogenidů kovů alkalických zemin: MX₂ (M = Mg, Ca, Sr, Ba; X = F, Cl, Br, I) " (PDF). J. Chem. Phys. 94 (5): 3762. Bibcode:1991JChPh..94.3762S. doi:10.1063/1.459748. hdl:10486/7315.
^ ^A ^b Aigueperse, Jean; Mollard, Paul; Devilliers, Didier; Chemla, Marius; Faron, Robert; Romano, René; Cuer, Jean Pierre (2000). "Fluorové sloučeniny, anorganické". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a11_307.
^ Aigueperse, Jean; Mollard, Paul; Devilliers, Didier; Chemla, Marius; Faron, Robert; Romano, Renée; Cuer, Jean Pierre (2005), „Fluorine Compounds, Anorganic“, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, str. 307, doi: 10,1002 / 14356007.a11_307.
^ Holleman, A. F .; Wiberg, E. "Anorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.

externí odkazy

Webová kniha NIST termochemické údaje
Charles Townes o historii laserů
Národní seznam znečišťujících látek - přehled fluoridů a sloučenin
Údaje o materiálu Crystran
BL (University of Oxford)

[1] Pradyot Patnaik. Handbook of Anorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8

[2] Rentgenové difrakční vyšetřování CaF₂ at High Pressure, L. Gerward, J. S. Olsen, S. Steenstrup, M. Malinowski, S. Åsbrink and A. Waskowska, Journal of Applied Crystallography (1992), 25, 578-581 doi:10.1107 / S0021889892004096

[3] „Fluoridy (jako F)“. Koncentrace bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví (IDLH). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).

[4] Burr, P. A .; Cooper, M. W. D. (2017-09-15). „Důležitost elastických efektů konečné velikosti: Neutrální defekty v iontových sloučeninách“. Fyzický přehled B. 96 (9): 094107. arXiv:1709.02037. Bibcode:2017PhRvB..96i4107B. doi:10.1103 / PhysRevB.96.094107. S2CID 119056949.

[5] G. L. Miessler a D. A. Tarr „Anorganic Chemistry“, 3. vydání, vydavatel Pearson / Prentice Hall, ISBN 0-13-035471-6.

[6] Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.

[Gillespie&Robinson-7] Gillespie, R. J .; Robinson, E. A. (2005). "Modely molekulární geometrie". Chem. Soc. Rev. 34 (5): 396–407. doi:10.1039 / b405359c. PMID 15852152.

[Bytheway&Gillespie-8] Bytheway, I .; Gillespie, R. J .; Tang, T. H .; Bader, R.F (1995). "Základní zkreslení a geometrie difluoridů a dihydridů Ca, Sr a Ba". Inorg. Chem. 34 (9): 2407–2414. doi:10.1021 / ic00113a023.

[9] Seijo, Luis; Barandiarán, Zoila; Huzinaga, Sigeru (1991). "Ab initio modelový potenciál studie rovnovážné geometrie dihalogenidů kovů alkalických zemin: MX₂ (M = Mg, Ca, Sr, Ba; X = F, Cl, Br, I) " (PDF). J. Chem. Phys. 94 (5): 3762. Bibcode:1991JChPh..94.3762S. doi:10.1063/1.459748. hdl:10486/7315.

[Aigueperse-10] A ^b Aigueperse, Jean; Mollard, Paul; Devilliers, Didier; Chemla, Marius; Faron, Robert; Romano, René; Cuer, Jean Pierre (2000). "Fluorové sloučeniny, anorganické". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a11_307.

[11] Aigueperse, Jean; Mollard, Paul; Devilliers, Didier; Chemla, Marius; Faron, Robert; Romano, Renée; Cuer, Jean Pierre (2005), „Fluorine Compounds, Anorganic“, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, str. 307, doi: 10,1002 / 14356007.a11_307.

[12] Holleman, A. F .; Wiberg, E. "Anorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]