Oxid trifluorid chloru - Chlorine trifluoride oxide

Oxid trifluorid chloru
Chlor-trifluorid-oxid-3D-vdW.png
Chlor-trifluorid-oxid-3D-balls.png
Jména
Název IUPAC
trifluor (oxo) -A5-chloran
Identifikátory
3D model (JSmol )
Vlastnosti
ClF3Ó
Molární hmotnost108.44 g · mol−1
Hustota1.865
Bod tání -42 ° C (-44 ° F; 231 K)
Bod varu 29 ° C (84 ° F; 302 K)
Struktura
monoklinický
C2/m
A = 9.826, b = 12.295, C = 4.901
a = 90 °, β = 90,338 °, γ = 90 °[2]
592.1
8
Nebezpečí
Piktogramy GHSGHS03: OxidujícíGHS05: ŽíravýGHS06: ToxickýGHS09: Nebezpečnost pro životní prostředí
Signální slovo GHSNebezpečí
Související sloučeniny
Související sloučeniny
BROF3; IOF3
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Chloroxid trifluorid nebo oxid trifluorid chloru je žíravá kapalná molekulární sloučenina vzorce ClOF3. Byl vyvinut tajně jako raketový oxidátor paliva.

Výroba

Chloroxid trifluorid byl původně vyroben v Rocketdyne[3] ošetřením oxid uhelnatý s fluor. Další látky, které by mohly reagovat s fluorem, aby to zahrnovalo chloritan sodný (NaClO2), a dusičnan chloru (CLONO2). První publikovanou výrobní metodou byla reakce oxidu chloričitého s difluorid kyslíku (Z2). Ještě dalšími způsoby výroby jsou reakce mezi ClO2F nebo ClO3F a fluoridy chloru.[4] Bezpečnějším přístupem je použití dusičnan chloru s fluorem.

Reakce

Jako Lewisova základna může ztratit fluoridový iont na Lewisovy kyseliny, čímž se získá difluorooxychloronium (V) kation (ClOF2+).[5] Sloučeniny s tímto zahrnují: ClOF2BF4, ClOF2PF6, ClOF2AsF6, ClOF2SbF6, ClOF2BiF6, ClOF2VF6, ClOF2NbF6, ClOF2TaF6, ClOF2UF6, ClOF2, (ClOF2)2SiF6, ClOF2MoOF5, ClOF2Mo2Ó4F9,[4] ClOF2PtF6.[6]

Funguje jako Lewisova kyselina a může získat fluoridový ion ze silné báze za vzniku aniontu tetrafluorooxychlorát (V): ClOF4− ion.[7] Patří mezi ně KClOF4, RbClOF4a CsClOF4.[8] To umožňuje čištění ClOF3, protože při teplotě místnosti se vytvoří pevný komplex, ale ten se rozloží mezi 50 a 70 ° C. Jiné pravděpodobné nečistoty buď nebudou reagovat s alkalickým fluoridem, nebo pokud se tak nestane, snadno se nerozloží.[3]

Chlortrifluoridoxid fluoruje různé materiály, jako je oxid chloričitý, chlor, sklo nebo křemen.[3]ClOF3 + Cl2O → 2ClF + ClO2F;[6]2ClOF3 + 2Cl2 → 6ClF + O2 při 200 ° C[6]

Přidá se oxid trifluorid chloru chlorfluorosulfát, ClOF3 + 2 ClOSO2F → S2Ó5F2 + FClO2 + 2 ClF. Reakce také produkuje SO2F2.[3]

Oxid trifluorid chloru může při stejné reakci fluorovat a přidávat kyslík molybden pentafluorid, tetrafluorid křemičitý, tetrafluorhydrazin (nad 100 ° C), HNF2, a F2NCOF. Od HNF2 hlavním výsledkem byl NF3O. z MF5, výsledky byly MF6 a MoOF4.[3]

Reaguje výbušně s uhlovodíky.[3] S malým množstvím vody, ClO2F se tvoří spolu s HF.[3]

Přes 280 ° C ClOF3 rozkládá se na kyslík a chlorfluorid.[3]

Vlastnosti

Teplota varu oxidu trifluoridu chloru je 29 ° C.[9]

Tvar molekuly je a trigonální bipyramid, se dvěma atomy fluoru nahoře a dole (vrchol) (FA) a elektronový pár, kyslík a fluor (FE) na rovníku.[7] Délka vazby Cl = O je 1,405 Á, Cl-FE 1,603 Å, ostatní Cl-FA 1,713 Å, ∠FEClO = 109 ° ∠FAClO = 95 °, ∠FAClFE= 88 °. Molekula je polarizovaná, Cl má náboj +1,76, O má -0,53, rovníkové F má -0,31 a vrchol F má -0,46. Celkový dipólový moment je 1,74 D.[10]

Reference

  1. ^ Urben, Peter (2017). Bretherick's Handbook of Reactive Chemical Hazard. Elsevier. str. 784. ISBN  9780081010594.
  2. ^ Ellern, Arkady; Boatz, Jerry A .; Christe, Karl O .; Drews, Thomas; Seppelt, Konrad (září 2002). „Krystalové struktury ClF3O, BrF3O a [NE]+[BrF4Ó]–". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 628 (9–10): 1991–1999. doi:10.1002 / 1521-3749 (200209) 628: 9/10 <1991 :: AID-ZAAC1991> 3.0.CO; 2-1.
  3. ^ A b C d E F G h Pokroky v anorganické chemii a radiochemii. Akademický tisk. 1976. s. 331–333. ISBN  9780080578675.
  4. ^ A b Holloway, John H .; Laycock, David (1983). Pokroky v anorganické chemii. Akademický tisk. str. 178–179. ISBN  9780080578767.
  5. ^ Christe, Karl O .; Curtis, E. C .; Schack, Carl J. (září 1972). „Chlortrifluoridoxid. VII. Difluorooxychloronium (V) kation, ClF2Ó+. Vibrační spektrum a silové konstanty ". Anorganická chemie. 11 (9): 2212–2215. doi:10.1021 / ic50115a046.
  6. ^ A b C Schack, Carl J .; Lindahl, C. B .; Pilipovich, Donald .; Christe, Karl O. (září 1972). „Chlortrifluoridoxid. IV. Reakční chemie“. Anorganická chemie. 11 (9): 2201–2205. doi:10.1021 / ic50115a043.
  7. ^ A b Christe, K.O .; Schack, C. J. (1976). Chlor Oxyfluoridy. Pokroky v anorganické chemii a radiochemii. 18. 319–398. doi:10.1016 / S0065-2792 (08) 60033-3. ISBN  9780120236183.
  8. ^ Christe, Karl O .; Schack, Carl J .; Pilipovich, Donald .; Christe, Karl O. (září 1972). "Chlortrifluoridoxid. V. Tvorba komplexu s Lewisovými kyselinami a zásadami". Anorganická chemie. 11 (9): 2205–2208. doi:10.1021 / ic50115a044.
  9. ^ Pilipovich, Donald .; Lindahl, C. B .; Schack, Carl J .; Wilson, R. D .; Christe, Karl O. (září 1972). "Chlortrifluorid oxid. I. Příprava a vlastnosti". Anorganická chemie. 11 (9): 2189–2192. doi:10.1021 / ic50115a040.
  10. ^ Oberhammer, Heinz .; Christe, Karl O. (leden 1982). „Struktura oxidu trifluoridu chloru v plynné fázi, ClF3Ó". Anorganická chemie. 21 (1): 273–275. doi:10.1021 / ic00131a050.