фторид кальция
| |||
 | |||
| Идентификаторы | |||
|---|---|---|---|
3D model ( JSmol ) | |||
| ЧЭБИ | |||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.029.262 | ||
| Номер ЕС |
| ||
ПабХим CID | |||
| номер РТЭКС |
| ||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| Ка Ф 2 | |||
| Молярная масса | 78.075 g·mol −1 | ||
| Появление | Белое кристаллическое вещество (монокристаллы прозрачны) | ||
| Плотность | 3,18 г/см 3 | ||
| Температура плавления | 1418 ° C (2584 ° F; 1691 К) | ||
| Точка кипения | 2533 ° C (4591 ° F; 2806 К) | ||
| 0,015 г/л (18 °С) 0,016 г/л (20 °С) | |||
Произведение растворимости ( K sp ) | 3.9 × 10 −11 [1] | ||
| Растворимость | нерастворим в ацетоне мало растворим в кислоте | ||
| -28.0·10 −6 см 3 /моль | |||
Показатель преломления ( n D ) | 1.4338 | ||
| Структура | |||
| кубическая кристаллическая система , cF12 [2] | |||
| Фм 3 м, #225 | |||
а = 5,451 Å, b = 5,451 Å, c = 5,451 Å α = 90°, β = 90°, γ = 90° | |||
| Са, 8, куб. F, 4, четырехгранный | |||
| Опасности | |||
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |||
Основные опасности | Реагирует с концентрированной серной кислотой с образованием плавиковой кислоты. | ||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
| точка возгорания | Невоспламеняющийся | ||
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |||
LD Lo ( самый низкий опубликованный ) | >5000 мг/кг (перорально, морская свинка) 4250 мг/кг (перорально, крыса) [3] | ||
| Паспорт безопасности (SDS) | КМГС 1323 | ||
| Родственные соединения | |||
Другие анионы | Хлорид кальция Бромид кальция Йодид кальция | ||
Другие катионы | Бериллий фторид Фторид магния Фторид стронция фторид бария | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Фторид кальция – неорганическое соединение элементов кальция и фтора с формулой CaF 2 . Это белое твердое вещество, практически нерастворимое в воде. Он встречается в виде минерала флюорита (также называемого плавиковым шпатом), который часто имеет насыщенный цвет из-за примесей.
Химическая структура
[ редактировать ]Соединение кристаллизуется в кубическом узоре, называемом структурой флюорита .
Что 2+ центры восьмикоординатные, с центром в кубе восьми F − центры. Каждый F − центр координирован с четырьмя Ca 2+ центры в форме тетраэдра. [5] Хотя идеально упакованные кристаллические образцы бесцветны, минерал часто имеет насыщенную окраску из-за присутствия F-центров .Такая же кристаллическая структура встречается во многих ионных соединениях формулы AB 2 , таких как CeO 2 , кубический ZrO 2 , UO 2 , ThO 2 и PuO 2 . В соответствующей антиструктуре , называемой антифлюоритной структурой, анионы и катионы заменены местами, например Be 2 C .
Газовая фаза
[ редактировать ]Газовая фаза примечательна тем, что не оправдывает предсказаний теории VSEPR ; тот Молекула CaF 2 не является линейной, как MgF 2 , но изогнутый с валентным углом примерно 145°; дигалогениды стронция и бария также имеют изогнутую геометрию. [6] Было высказано предположение, что это происходит из-за взаимодействия фторидных лигандов с электронным остовом. [7] [8] или d-подоболочка [9] атома кальция.
Подготовка
[ редактировать ]Минерал флюорит обилен, широко распространен и представляет интерес главным образом как предшественник HF . Таким образом, существует небольшая мотивация для промышленного производства CaF 2 . высокой чистоты CaF 2 получают путем обработки карбоната кальция кислотой плавиковой : [10]
- CaCO 3 + 2 HF → CaF 2 + CO 2 + H 2 O
Приложения
[ редактировать ]Встречающийся в природе CaF 2 является основным источником фторида водорода , химического вещества, используемого для производства широкого спектра материалов.Фторид кальция во флюоритном состоянии имеет важное коммерческое значение как источник фторидов. [11] Фтороводород выделяется из минерала под действием концентрированной серной кислоты : [12]
- CaF 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 (твердый) + 2 HF
Другие
[ редактировать ]Фторид кальция используется для изготовления оптических компонентов, таких как окна и линзы, используемых в тепловизионных системах, спектроскопии, телескопах и эксимерных лазерах (используется для фотолитографии в виде плавленой линзы). Он прозрачен в широком диапазоне частот от ультрафиолетового (УФ) до инфракрасного (ИК). Его низкий показатель преломления снижает потребность в просветляющих покрытиях . Его нерастворимость в воде также удобна. [ нужна ссылка ] Он также позволяет проходить волнам гораздо меньшей длины. [ нужна ссылка ]
Легированный фторид кальция, как и природный флюорит, проявляет термолюминесценцию и используется в термолюминесцентных дозиметрах . Он образуется при соединении фтора с кальцием. [ нужна ссылка ]
Безопасность
[ редактировать ]CaF 2 классифицируется как «неопасный», хотя при его реакции с серной кислотой образуется плавиковая кислота , обладающая высокой коррозионной активностью и токсичностью. Что касается вдыхания, рекомендуемая NIOSH концентрация фторсодержащей пыли составляет 2,5 мг/м. 3 в воздухе. [10]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Прадьот Патнаик. Справочник неорганических химикатов . МакГроу-Хилл, 2002 г., ISBN 0-07-049439-8
- ^ Рентгеновские дифракционные исследования CaF 2 при высоком давлении, Л. Гервард, Дж. С. Олсен, С. Стенструп, М. Малиновский, С. Осбринк и А. Васковска, Журнал прикладной кристаллографии (1992), 25, 578-581 дои : 10.1107/S0021889892004096
- ^ «Фториды (как F)» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Берр, Пенсильвания; Купер, MWD (15 сентября 2017 г.). «Важность упругих эффектов конечных размеров: нейтральные дефекты в ионных соединениях». Физический обзор B . 96 (9): 094107. arXiv : 1709.02037 . Бибкод : 2017PhRvB..96i4107B . дои : 10.1103/PhysRevB.96.094107 . S2CID 119056949 .
- ^ Г.Л. Мисслер и Д.А. Тарр «Неорганическая химия», 3-е изд., издатель Pearson/Prentice Hall, ISBN 0-13-035471-6 .
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Гиллеспи, Р.Дж.; Робинсон, Э.А. (2005). «Модели молекулярной геометрии». хим. Соц. Откр. 34 (5): 396–407. дои : 10.1039/b405359c . ПМИД 15852152 .
- ^ Кстати, И.; Гиллеспи, Р.Дж.; Тан, TH; Бадер, РФ (1995). «Искажения ядра и геометрия дифторидов и дигидридов Ca, Sr и Ba». Неорг. хим. 34 (9): 2407–2414. дои : 10.1021/ic00113a023 .
- ^ Сейхо, Луис; Барандьяран, Зойла; Хузинага, Сигеру (1991). «Потенциальное изучение равновесной геометрии дигалогенидов щелочноземельных металлов с помощью модели ab initio: MX 2 (M = Mg, Ca, Sr, Ba; X = F, Cl, Br, I)» (PDF) . Дж. Хим. Физ. 94 (5): 3762. Бибкод : 1991ЖЧФ..94.3762С . дои : 10.1063/1.459748 . hdl : 10486/7315 .
- ^ Jump up to: а б Эгеперс, Жан; Моллард, Поль; Девильерс, Дидье; Чемла, Мариус; Фарон, Роберт; Романо, Рене; Куэр, Жан Пьер (2000). «Соединения фтора неорганические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a11_307 . ISBN 3527306730 .
- ^ Эгеперс, Жан; Моллард, Поль; Девильерс, Дидье; Чемла, Мариус; Фарон, Роберт; Романо, Рене; Куэр, Жан Пьер (2005), «Неорганические соединения фтора», Энциклопедия промышленной химии Ульмана, Вайнхайм: Wiley-VCH, стр. 307, doi:10.1002/14356007.a11_307.
- ^ Холлеман, А.Ф.; Виберг, Э. «Неорганическая химия» Academic Press: Сан-Диего, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- веб-книги NIST Данные по термохимии
- Чарльз Таунс об истории лазеров
- Национальный реестр загрязнителей - информационный бюллетень по фторидам и соединениям
- Данные о материале Crystran, заархивированные 10 ноября 2012 г. на Wayback Machine.
- Паспорт безопасности материалов. Архивировано 21 ноября 2011 г. в Wayback Machine (Оксфордский университет).