Бериллий фторид
 | |
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Бериллий фторид | |
| Другие имена дифторид бериллия Дифторбериллан | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) |
|
| КЭБ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.029.198 |
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| БеФ 2 | |
| Молярная масса | 47.01 g/mol гигроскопичен |
| Появление | бесцветные, стекловидные комочки |
| Плотность | 1,986 г/см 3 |
| Температура плавления | 554 ° C (1029 ° F; 827 К) [1] |
| Точка кипения | 1169 ° C (2136 ° F; 1442 К) [2] |
| очень растворим | |
| Растворимость | умеренно растворим в спирте |
| Структура | |
| Тригональный, α-кварц | |
| P3 1 21 (№ 152), символ Пирсона hP9 [3] | |
а = 16,29, с = 17,88 | |
| Линейный | |
| Термохимия | |
Теплоемкость ( С ) | 1,102 Дж/К или 59 Дж/моль К |
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 45 Дж/моль К |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | -1028,2 кДж/г или -1010 кДж/моль |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ⦵ ) | -941 кДж/моль |
| Опасности [6] | |
| СГС Маркировка : | |
    | |
| Опасность | |
| Х301 , Х305 , Х311 , Х314 , Х315 , Х319 , Х330 , Х335 , Х372 , Х411 | |
| P201 , P202 , P260 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , P281 , P284 , P301+P310 , P301+P330+P331 , P302+P352 , P303+P361+P353 , P304+P340 , П305+П351+П338 , P308+P313 , P310 , P312 , P314 , P320 , P321 , P322 , P330 , P361 , P363 , P391 , P403+P233 , P405 , P501 | |
| точка возгорания | Невоспламеняющийся |
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |
ЛД 50 ( средняя доза ) | 90 мг/кг (перорально, крыса) 100 мг/кг (перорально, мышь) [5] |
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
ПЭЛ (допустимо) | СВВ 0,002 мг/м 3 С 0,005 мг/м 3 (30 минут), с максимальным пиком 0,025 мг/м. 3 (как Бэ) [4] |
РЕЛ (рекомендуется) | Са С 0,0005 мг/м 3 (как Бэ) [4] |
IDLH (Непосредственная опасность) | Са [4 мг/м 3 (как Бэ)] [4] |
| Паспорт безопасности (SDS) | Паспорт безопасности ИнХим |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Бериллий хлорид Бериллия бромид Йодид бериллия |
Другие катионы | Фторид магния фторид кальция Фторид стронция фторид бария Фторид радия |
Родственные соединения | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Бериллий фторид неорганическое соединение формулы — Be F 2 . Это белое твердое вещество является основным предшественником металлического бериллия . Его структура напоминает кварц, но BeF 2 хорошо растворим в воде.
Характеристики
[ редактировать ]Фторид бериллия обладает отличительными оптическими свойствами. В форме фторбериллатного стекла оно имеет самый низкий показатель преломления для твердого тела при комнатной температуре - 1,275. Его дисперсионная способность является самой низкой для твердого тела - 0,0093, а коэффициент нелинейности также является самым низким - 2 × 10. −14 .
Структура и связь
[ редактировать ]
Структура твердого BeF 2 напоминает структуру кристобалита . Быть 2+ центры четырехкоординатные и тетраэдрические, а фторидные центры двухкоординатные. [7] Длина связей Be-F составляет около 1,54 Å. [8] Аналогично SiO 2 , BeF 2 также может принимать ряд родственных структур. Аналогия существует также между BeF 2 и AlF 3 : оба принимают протяженные структуры при мягкой температуре.
Газ и жидкость BeF 2
[ редактировать ]Газообразный фторид бериллия имеет линейную структуру с расстоянием Be-F 143 пм . [9] BeF 2 достигает давления пара 10 Па при 686 °C, 100 Па при 767 °C, 1 кПа при 869 °C, 10 кПа при 999 °C и 100 кПа при 1172 °C. [10] Молекулярный BeF 2 в газообразном состоянии изоэлектронен углекислому газу .
«Молекулы» жидкого фторида бериллия имеют колеблющуюся тетраэдрическую структуру. Кроме того, плотность жидкого BeF 2 уменьшается вблизи точки замерзания, так как Be 2+ и Ф − ионы начинают сильнее координироваться друг с другом, что приводит к расширению пустот между формульными единицами . [11]
Производство
[ редактировать ]При переработке бериллиевых руд образуется примесный Be(OH) 2 . Этот материал реагирует с бифторидом аммония с образованием тетрафторбериллата аммония:
- Be(OH) 2 + 2 (NH 4 )HF 2 → (NH 4 ) 2 BeF 4 + 2 H 2 O
Тетрафторбериллат является сильным ионом, что позволяет его очищать путем осаждения различных примесей в виде их гидроксидов. Нагревание очищенного (NH 4 ) 2 BeF 4 дает целевой продукт:
- (NH 4 ) 2 BeF 4 → 2 NH 3 + 2 HF + BeF 2
В целом реакционная способность ионов BeF 2 с фторидом вполне аналогична реакциям SiO 2 с оксидами. [12]
Приложения
[ редактировать ]Восстановление BeF 2 при 1300 °C магнием в графитовом тигле обеспечивает наиболее практичный путь получения металлического бериллия: [9]
- BeF 2 + Mg → Be + MgF 2
Хлорид бериллия не является полезным предшественником из-за его летучести. [ нужна ссылка ]
Нишевое использование
[ редактировать ]Фторид бериллия используется в биохимии, особенно в кристаллографии белков, как имитатор фосфата. Таким образом, АДФ и фторид бериллия вместе имеют тенденцию связываться с сайтами АТФ и ингибировать действие белков, что позволяет кристаллизовать белки в связанном состоянии. [13] [14]
Фторид бериллия образует основной компонент предпочтительной смеси фторидных солей, используемой в жидкофторидных ядерных реакторах . Обычно фторид бериллия смешивают с фторидом лития с образованием базового растворителя ( FLiBe ), в который вводят фториды урана и тория. Фторид бериллия исключительно химически стабилен, а LiF/BeF 2 смеси ( FLiBe ) имеют низкие температуры плавления (360–459 °C) и лучшие нейтронно-физические свойства из комбинаций фторидных солей, пригодных для использования в реакторах. MSRE использовала две разные смеси в двух контурах охлаждения.
Безопасность
[ редактировать ]Соединения бериллия очень токсичны. Повышенная токсичность бериллия в присутствии фтора была отмечена еще в 1949 г. [15] СД у мышей 50 составляет около 100 мг/кг при приеме внутрь и 1,8 мг/кг при внутривенном введении.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Бериллий фторид» . Американские элементы . Проверено 10 июля 2023 г.
- ^ Лиде, Дэвид Р., изд. (2006). Справочник CRC по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3 .
- ^ Райт, Альберт Ф.; Фитч, Эндрю Н.; Райт, Адриан К. (1988). «Получение и строение α- и β-кварцевых полиморфов фторида бериллия». Журнал химии твердого тела . 73 (2): 298. Бибкод : 1988JSSCh..73..298W . дои : 10.1016/0022-4596(88)90113-2 .
- ^ Jump up to: а б с Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0054» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ «Соединения бериллия (как Be)» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ «Дифторид бериллия» . ПабХим . Национальный институт здоровья . Проверено 13 октября 2017 г.
- ^ Уэллс А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, 5-е издание Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
- ^ Паллави Галсаси, Прасанна С. Галсаси, «Монокристаллическая рентгеновская структура BeF2: α-кварц» Inorg. Хим., 2011, 50 (1), стр. 86–89. дои : 10.1021/ic101248g
- ^ Jump up to: а б Холлеман, А.Ф.; Виберг, Э. «Неорганическая химия» Academic Press: Сан-Диего, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .
- ^ Давление пара, Physics.nyu.edu, с. 6-63 , из Охе, С. (1976) Компьютерная книга данных по давлению паров , Data Book Publishing Co., Токио.
- ^ Агарвал, М.; Чакраварти С (2007). «Водоподобные структурные аномалии и аномалии избыточной энтропии в жидком фториде бериллия». Дж. Физ. хим. Б. 111 (46): 13294–300. дои : 10.1021/jp0753272 . ПМИД 17963376 .
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Рэйко Кагава; Мартин Дж. Монтгомери; Керстин Брейг; Эндрю Г.В. Лесли; Джон Э. Уокер (2004). «Структура бычьей F1-АТФазы, ингибируемой АДФ и фторидом бериллия» . Журнал ЭМБО . 23 (5): 2734–2744. дои : 10.1038/sj.emboj.7600293 . ПМК 514953 . ПМИД 15229653 .
- ^ Бигай Дж.; Детерре П.; Пфистер К.; Чабре М. (1987). «Фторидные комплексы алюминия или бериллия действуют на G-белки как обратимо связанные аналоги гамма-фосфата ГТФ» . Журнал ЭМБО . 6 (10): 2907–2913. дои : 10.1002/j.1460-2075.1987.tb02594.x . ПМК 553725 . ПМИД 2826123 .
- ^ Фторид в питьевой воде: научный обзор стандартов Агентства по охране окружающей среды . Пресса национальных академий. 2006. стр. 51–52. дои : 10.17226/11571 . ISBN 978-0-309-10128-8 .