Фторид брома(III) BrF3 — соединение брома с фтором, представляющее собой при комнатной температуре подвижную бесцветную жидкость, иногда окрашенную желтовато-серым или соломенным цветом, дымящую на воздухе. Обладает сильным раздражающим запахом. В больших концентрациях ядовит.
| Фторид брома(III) | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Фторид брома (III) |
| Хим. формула | BrF3 |
| Рац. формула | BrF3 |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 136,90 г/моль |
| Плотность | (тв.) 3,2 г/см3, (жидк.) 2,8 г/см³ |
| Термические свойства | Температура |
| • плавления | 8,8 °C |
| • кипения | 125,8 °C |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 7787-71-5 |
| PubChem | 24594 |
| Рег. номер EINECS | 232-132-1 |
| SMILES |
FBr(F)F
|
| InChI |
1S/BrF3/c2-1(3)4
FQFKTKUFHWNTBN-UHFFFAOYSA-N
|
| ChemSpider | 22996 |
| Безопасность | |
| NFPA 704 |
|
Строение
Строение молекулы BrF3
Гибридизация атома брома в молекуле sp³d, а строение молекулы полностью аналогичное строению молекулы трифторида хлора, то есть Т-образное, с одной длинной связью и двумя более короткими.
Для трифторида брома также изучена кристаллическая решётка. Кристаллическая ячейча — орторомбическая. Параметры ячейки:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| a | 534 пм |
| b | 735 пм |
| c | 661 пм |
Предположительно, в узлах кристаллической решётки находятся ионы [BrF2]+ и [BrF4]−.
Физико-химические свойства
Дипольный момент молекулы составляет 1.19 Дебая.
Термодинамические величины
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Стандартная энтальпия образования (в жидкой фазе) | −300,8 кДж/моль |
| Стандартная энтальпия образования (в газовой фазе) | −255,6 кДж/моль |
| Энтропия образования (в жидкой фазе) | 178,2 Дж/(моль·К) |
| Энтропия образования (в газовой фазе) | 292,5 Дж/(моль·К) |
| Теплоёмкость (в жидкой фазе) | 124,6 Дж/(моль·К) |
| Теплоёмкость (в газовой фазе) | 66,6 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия плавления | 12,03 кДж/моль |
| Энтальпия кипения | 42,68 кДж/моль |
Растворимость
| Растворитель | Значение |
|---|---|
| Жидкий бром | Не смешивается |
| Вода | Реагирует |
| Серная кислота | Растворим |
| Фтороводород | Неограничено смешиваются (при температуре выше 292К). |
Хорошо растворяет фториды некоторых металлов, например NaF, KF, AgF, SnF2, BaF2, SbF2.
Химические свойства
- Воспламеняет многие органические соединения (в частности, бумагу и древесину).
- В жидком состоянии подвергается автоионизации по следующей схеме:
- Многие фториды металлов при растворении образуют двойные соединения, которые в большинстве своём устойчивы к нагреванию, и теряют BrF3 лишь при температурах выше 200 °C. Например при растворении в трифториде брома фторида калия выделяется следующее соединение:
Получение
- Трифторид брома можно получить из простых веществ при комнатной температуре (20 °C)
- Также, трифторид брома является продуктом диспропорционирования монофторида брома. При этом также образуется свободный бром:
Применение
BrF3 нашел достаточно большой спектр различных вариантов применения. Вот некоторые из них:
- Трифторид брома — очень хороший фторирующий агент. Он используется во всевозможных органических синтезах. Например, в реакции с сукциннитрилом (NCCH2CH2CN) образуется 1,1,1,4,4,4-гексафторбутан, который сложно получить, если использовать другие фторирующие агенты.
- На основе системы литий/трифторид брома разрабатывается достаточно перспективный источник тока.
- Также трифторид можно использовать для травления кристаллов кремния в газовой фазе, что может успешно применяться для производства различных полупроводниковых приборов.
- Успешно применяется в ядерной промышленности для получения и разделения фторидов урана, а также является перспективным для переработки ядерного топлива:
- Применяется в нефтегазодобывающей промышленности — рабочее вещество в химических резаках для аварийной обрезки и извлечения буровой колонны из скважин.
- Для некоторых синтезов, трифторид брома выступает одновременно в роли растворителя, фторирующего агента и окислителя. Например, реакция с трихлоридами металлов, в которой образуются соли фторпроизводных кислот:
Опасности
Трифторид брома является достаточно опасным веществом. Среди опасностей связанных с применением этого вещества можно выделить следующие::
- Вероятность взрыва от удара, трения или искры.
- Токсичен для вдыхания и попадания внутрь организма.
- Оставляет серьёзные плохозаживающие ожоги при попадании на кожу.
