Оксид трифторида хлора
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК трифтор(оксо)-λ5-хлоран | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
ПабХим CID | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| ClF3ClF3O | |
| Молярная масса | 108.44 g·mol −1 |
| Плотность | 1.865 |
| Температура плавления | -42 ° C (-44 ° F; 231 К) |
| Точка кипения | 29 ° C (84 ° F; 302 К) |
| Структура | |
| моноклинический | |
| С 2/ м | |
а = 9,826, б = 12,295, с = 4,901 α = 90°, β = 90,338°, γ = 90° [2] | |
Объем решетки ( В ) | 592.1 |
Формульные единицы ( Z ) | 8 |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
    | |
| Опасность | |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | БрОФ 3 ; ИОФ 3 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Трифторид оксида хлора или оксид трифторида хлора представляет собой коррозионное жидкое молекулярное соединение с формулой ClOF 3 . Он был тайно разработан как окислитель ракетного топлива.
Производство
[ редактировать ]Трифторид оксида хлора изначально производился на заводе Rocketdyne. [3] обработкой монооксида фтором . дихлора Другие вещества, которые могут вступать в реакцию с фтором, образуя его, включают хлорит натрия (NaClO 2 ) и нитрат хлора (ClONO 2 ). Первым опубликованным методом производства была реакция монооксида дихлора с дифторидом кислорода (OF 2 ). Еще одними методами производства являются реакции между ClO 2 F или ClO 3 F и фторидами хлора. [4] Более безопасный подход – использование нитрата хлора с фтором.
Реакции
[ редактировать ]Как основание Льюиса, оно может терять ион фтора из-за кислот Льюиса, образуя катион дифтороксихлорония (V) (ClOF 2 + ). [5] Соединения с этим включают: ClOF 2 BF 4 , ClOF 2 PF 6 , ClOF 2 AsF 6 , ClOF 2 SbF 6 , ClOF 2 BiF 6 , ClOF 2 VF 6 , ClOF 2 NbF 6 , ClOF 2 TaF 6 , ClOF 2 UF 6 , ClOF 2 , (ClOF 2 ) 2 SiF 6 , ClOF 2 MoOF 5 , ClOF 2 Mo 2 O 4 F 9 , [4] ClOF 2 PtF 6 . [6]
Действуя как кислота Льюиса, она может получать ион фтора от сильного основания с образованием аниона тетрафтороксихлората(V): ClOF 4. − ион. [7] К ним относятся KClOF 4 , RbClOF 4 и CsClOF 4 . [8] Это позволяет очистить ClOF 3 , так как при комнатной температуре образуется твердый комплекс, который разлагается при температуре от 50 до 70 °C. Другие вероятные примеси либо не вступят в реакцию с фторидом щелочного металла, либо, если и вступят в реакцию, то с трудом разложатся. [3]
Оксид трифторида хлора фторирует различные материалы, такие как окись хлора, хлор, стекло или кварц. [3] ClOF 3 + Cl 2 O → 2ClF + ClO 2 F; [6] 2ClOF 3 + 2Cl 2 → 6ClF + O 2 при 200 °С. [6]
Оксид трифторида хлора присоединяется к фторсульфату хлора , ClOF 3 + 2ClOSO 2 F → S 2 O 5 F 2 + FClO 2 + 2ClF. В результате реакции также образуется SO 2 F 2 . [3]
Оксид трифторида хлора может фторировать и добавлять кислород в одной и той же реакции, реагируя с пентафторидом молибдена , тетрафторидом кремния , тетрафторгидразином (более 100 °C), HNF 2 и F 2 NCOF . Для HNF 2 основным результатом был NF 3 O. Для MoF 5 результаты были MoF 6 и MoOF 4 . [3]
Реагирует взрывоопасно с углеводородами. [3] При небольших количествах воды ClO 2 образуется вместе с HF F. [3]
При температуре выше 280 °C ClOF 3 разлагается на кислород и трифторид хлора . [3]
Характеристики
[ редактировать ]Температура кипения оксида трифторида хлора составляет 29 °C. [9]
Форма молекулы представляет собой тригональную бипирамиду с двумя атомами фтора вверху и внизу (вершиной) (F a ) и электронной парой кислорода и фтора (F e ) на экваторе. [7] Длина связи Cl=O составляет 1,405 Å, Cl-F e 1,603 Å, остальные Cl-F a 1,713 Å, ∠F e ClO=109°, ∠F a ClO=95°, ∠F a ClF e =88°. Молекула поляризована, Cl имеет заряд +1,76, O имеет -0,53, экваториальный F имеет -0,31 и вершинный F имеет -0,46. Полный дипольный момент равен 1,74 Д. [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Урбен, Питер (2017). Справочник Бретерика по реактивным химическим опасностям . Эльзевир. п. 784. ИСБН 9780081010594 .
- ^ Эллерн, Аркадий; Боатц, Джерри А.; Кристе, Карл О.; Дрюс, Томас; Зеппельт, Конрад (сентябрь 2002 г.). «Кристаллические структуры ClF 3 O, BrF 3 O и [NO] + [БрФ 4 О] – ". Журнал неорганической и общей химии . 628 (9–10): 1991–1999. doi : 10.1002/1521-3749(200209)628:9/10<1991::AID-ZAAC1991>3.0.CO;2-1 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Достижения неорганической химии и радиохимии . Академическая пресса. 1976. стр. 331–333. ISBN 9780080578675 .
- ^ Jump up to: а б Холлоуэй, Джон Х.; Лэйкок, Дэвид (1983). Достижения неорганической химии . Академическая пресса. стр. 178–179. ISBN 9780080578767 .
- ^ Кристе, Карл О.; Кертис, ЕС; Шак, Карл Дж. (сентябрь 1972 г.). «Оксид трифторида хлора. VII. Катион дифтороксихлорония(V), ClF 2 O + . Колебательный спектр и силовые константы». Неорганическая химия . 11 (9): 2212–2215. doi : 10.1021/ic50115a046 .
- ^ Jump up to: а б с Шак, Карл Дж.; Линдал, CB; Пилипович, Дональд; Кристе, Карл О. (сентябрь 1972 г.). «Оксид трифторида хлора. IV. Реакционная химия». Неорганическая химия . 11 (9): 2201–2205. дои : 10.1021/ic50115a043 .
- ^ Jump up to: а б Кристе, КО; Шак, CJ (1976). Оксифториды хлора . Достижения неорганической химии и радиохимии. Том. 18. С. 319–398. дои : 10.1016/S0065-2792(08)60033-3 . ISBN 9780120236183 .
- ^ Кристе, Карл О.; Шак, Карл Дж.; Пилипович, Дональд; Кристе, Карл О. (сентябрь 1972 г.). «Оксид трифторида хлора. V. Комплексообразование с кислотами и основаниями Льюиса». Неорганическая химия . 11 (9): 2205–2208. дои : 10.1021/ic50115a044 .
- ^ Пилипович, Дональд; Линдал, CB; Шак, Карл Дж.; Уилсон, РД; Кристе, Карл О. (сентябрь 1972 г.). «Оксид трифторида хлора. I. Получение и свойства». Неорганическая химия . 11 (9): 2189–2192. дои : 10.1021/ic50115a040 .
- ^ Оберхаммер, Хайнц; Кристе, Карл О. (январь 1982 г.). «Газофазная структура оксида трифторида хлора ClF 3 O». Неорганическая химия . 21 (1): 273–275. дои : 10.1021/ic00131a050 .