Перхлорилфторид) — неорганическое соединение семивалентного хлора с кислородом и фтором. Впервые получен Боде в 1951 году. Позже заменой ОН на F в хлорной кислоте он был получен Энгельбрехтом в 1952 году.
Перхлорилфторид | |
---|---|
Общие | |
Систематическое наименование |
триоксид-фторид хлора(VII) |
Традиционные названия | перхлорилфторид |
Хим. формула | FClO3 |
Рац. формула | FClO3 |
Физические свойства | |
Состояние | бесцветный газ |
Молярная масса | 102,45 г/моль |
Плотность | 1,4 г/см³ |
Энергия ионизации | 13,6 ± 0,1 эВ |
Термические свойства | Температура |
• плавления | -147,8 °C |
• кипения | -46,7 °C | Критическая точка |
• температура | 95 °C |
Давление пара | 10,5 ± 0,1 атм |
Химические свойства | Растворимость |
• в воде | 0,06 г/100 мл |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 7616-94-6 |
PubChem | 24258 |
Рег. номер EINECS | 231-526-0 |
SMILES |
FCl(=O)(=O)=O
|
InChI |
1S/ClFO3/c2-1(3,4)5
XHFXMNZYIKFCPN-UHFFFAOYSA-N
|
RTECS | SD1925000 |
ChemSpider | 22680 |
Безопасность | |
Токсичность | средняя |
NFPA 704 |
|
Получение
Реакцией фтора с хлорной кислотой:
2F2+4HClO4→4FClO3+2H2O+О2↑
Или взаимодействием перхлората калия со смесью фторсульфоновой кислоты и фторида сурьмы(V), при комнатной температуре:
Физические свойства
Бесцветный газ со сладковатым запахом, плохо растворимый в воде и нерастворимый во фтороводороде. Относительно легко сжижается, примерно, как хлор или аммиак — давление насыщенного пара при 20 градусах Цельсия около 10,5 атмосфер. Умеренно токсичен. Обладает высоким для газов значением диэлектрической проницаемости.
Фторид перхлорила термически устойчив до 400°С. Выше 465°С он подвергается разложению первого порядка с энергией активации = 244 кДж моль-1.
Температура кипения: -18°С
Температура плавления: -152°С
Из всех газообразных веществ перхлорилфторид обладает самым высоким сопротивлением электрическому пробою (на 30% меньше, чем у SF6) и поэтому может служить отличным изолятором в высоковольтных системах.
Теплота испарения: 19,339 кДж/моль
Критическое давление: 53 атм
Плотность: 1,981 г/см³ (-145°C)
Плотность:1,782 г/см³ (-73°C)
Вязкость: 0,55 сантипуаз
FClO3 обладает низкой реакционной способностью при комнатной температуре и очень высоким удельным импульсом тяги, этот газ широко изучался, как окислитель ракетного топлива (он имеет преимущество по сравнению с N2O2 и ClF3 в качестве окислителя для N2H4, MeNNH2, LiH)
Очень низкий дипольный момент =0,023 Д
В кинетическом отношении перхлорилфторид очень устойчив, однако характеризуется умеренной термодинамической нестабильностью:
Удельная энтальпия образования (газ, 298°К) = -23,8 кДж моль-1
Энергия Гиббса (газ, 298°К) = +48,1 кДж моль-1
Химические свойства
Окислительная активность при обычных условиях невелика, но быстро возрастает при нагревании.
Гидролиз соединения идёт медленно даже при 250°C-300°C градусах, а количественно протекает только в присутствии концентрированного раствора гидрооксида щелочного металла в запаянной трубке при высоком давлении и 300°C градусах.
Разлагается концентрированным раствором щелочи на перхлорат и фторид:
FClO3+KOH(конц.)→KF+HClO4
FClO3+2NaOH(конц.)→NaClO4+NaF+H2O
Металлические Na и K реагируют с ним только выше 300 °С:
2Na+FClO3→NaF+NaClO3
Применение
Мягкий фторирующий агент в органической химии. Предложен в качестве окислителя ракетного топлива.
FClO3 также действует, как мягкий фторирующий агент для соединений, включающих реакционно способную метиленовую группу, например:
