Оксид трифторида хлора - Chlorine trifluoride oxide

Оксид трифторида хлора
Хлор-трифторид-оксид-3D-vdW.png
Хлор-трифторид-оксид-3D-balls.png
Имена
Название ИЮПАК
трифтор (оксо) -λ5-хлоран
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
Свойства
ClF3О
Молярная масса108.44 г · моль−1
Плотность1.865
Температура плавления -42 ° С (-44 ° F, 231 К)
Точка кипения 29 ° С (84 ° F, 302 К)
Структура
моноклинический
C2/м
а = 9.826, б = 12.295, c = 4.901
α = 90 °, β = 90,338 °, γ = 90 °[2]
592.1
8
Опасности
Пиктограммы GHSGHS03: ОкисляющийGHS05: КоррозийныйGHS06: ТоксичноGHS09: Опасность для окружающей среды
Сигнальное слово GHSОпасность
Родственные соединения
Родственные соединения
BrOF3; ИОФ3
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Трифторид оксида хлора или оксид трифторида хлора представляет собой коррозионно-агрессивное жидкое молекулярное соединение с формулой ClOF3. Он был тайно разработан как окислитель ракетного топлива.

Производство

Трифторид оксида хлора первоначально производился на Rocketdyne[3] лечением монооксид хлора с участием фтор. Другие вещества, которые могут реагировать с фтором, включая: хлорит натрия (NaClO2), и нитрат хлора (ClONO2). Первым опубликованным производственным методом была реакция моноксида хлора с дифторид кислорода (OF2). Еще одними другими методами производства являются реакции между ClO2F или ClO3F и фториды хлора.[4] Более безопасный подход - использование нитрат хлора с фтором.

Реакции

Как База Льюиса он может терять фторид-ион кислотам Льюиса, давая дифтороксихлороний (V) катион (ClOF2+).[5] Соединения с этим включают: ClOF2BF4, ClOF2PF6, ClOF2AsF6, ClOF2SbF6, ClOF2BiF6, ClOF2VF6, ClOF2NbF6, ClOF2TaF6, ClOF2UF6, ClOF2, (ClOF2)2SiF6, ClOF2МФ5, ClOF2Пн2О4F9,[4] ClOF2PtF6.[6]

Действуя как кислота Льюиса, она может получать ион фтора из сильного основания с образованием аниона тетрафтороксихлората (V): ClOF4− ион.[7] К ним относятся KClOF4, RbClOF4, и CsClOF4.[8] Это позволяет очистить ClOF.3, так как при комнатной температуре образуется твердый комплекс, но он разлагается при температуре от 50 до 70 ° C. Другие вероятные примеси либо не будут реагировать с фторидом щелочного металла, либо не будут легко разлагаться.[3]

Оксид трифторида хлора фторирует различные материалы, такие как монооксид хлора, хлор, стекло или кварц.[3]ClOF3 + Cl2О → 2ClF + ClO2F;[6]2ClOF3 + 2Cl2 → 6ClF + O2 при 200 ° C[6]

Оксид трифторида хлора добавляет фторсульфат хлора, ClOF3 + 2ClOSO2F → S2О5F2 + FClO2 + 2ClF. В реакции также образуется SO2F2.[3]

Оксид трифторида хлора может фторировать и добавлять кислород в той же реакции, реагируя с пентафторид молибдена, тетрафторид кремния, тетрафторгидразин (более 100 ° C), HNF2, и F2НКОФ. От HNF2 главный результат был NF3О. От Минфина5, результаты были Минфином6 и Минфин4.[3]

Взрывоопасно реагирует с углеводородами.[3] С небольшим количеством воды ClO2F образуется вместе с HF.[3]

Более 280 ° C ClOF3 разлагается на кислород и трифторид хлора.[3]

Свойства

Температура кипения оксида трифторида хлора составляет 29 ° C.[9]

Форма молекулы - это тригональная бипирамида, с двумя атомами фтора вверху и внизу (вершина) (Fа) и электронная пара, кислород и фтор (Fе) на экваторе.[7] Длина связи Cl = O составляет 1,405 Å, Cl-Fе 1,603 Å, прочие Cl-Fа 1,713 Å, ∠FеClO = 109 ° ∠FаClO = 95 °, ∠FаClFе= 88 °. Молекула поляризована, Cl имеет заряд +1,76, O имеет -0,53, экваториальный F имеет -0,31 и вершина F имеет -0,46. Полный дипольный момент 1,74 D.[10]

использованная литература

  1. ^ Урбен, Питер (2017). Справочник Бретерика по опасностям, связанным с химически активными веществами. Эльзевир. п. 784. ISBN  9780081010594.
  2. ^ Эллерн, Аркадий; Боатц, Джерри А .; Christe, Karl O .; Дрюс, Томас; Сеппельт, Конрад (сентябрь 2002 г.). «Кристаллические структуры ClF3O, BrF3О и [НЕТ]+[BrF4O]–". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 628 (9–10): 1991–1999. Дои:10.1002 / 1521-3749 (200209) 628: 9/10 <1991 :: AID-ZAAC1991> 3.0.CO; 2-1.
  3. ^ а б c d е ж г час Успехи неорганической химии и радиохимии. Академическая пресса. 1976. С. 331–333. ISBN  9780080578675.
  4. ^ а б Холлоуэй, Джон Х .; Лэйкок, Дэвид (1983). Успехи неорганической химии. Академическая пресса. С. 178–179. ISBN  9780080578767.
  5. ^ Christe, Karl O .; Curtis, E.C .; Шак, Карл Дж. (Сентябрь 1972 г.). "Оксид трифторида хлора. VII. Катион дифтороксихлорония (V), ClF2О+. Колебательный спектр и силовые постоянные ». Неорганическая химия. 11 (9): 2212–2215. Дои:10.1021 / ic50115a046.
  6. ^ а б c Schack, Carl J .; Lindahl, C.B .; Пилипович, Дональд .; Кристе, Карл О. (сентябрь 1972 г.). «Оксид трифторида хлора. IV. Реакционная химия». Неорганическая химия. 11 (9): 2201–2205. Дои:10.1021 / ic50115a043.
  7. ^ а б Christe, K.O .; Шак, Си-Джей (1976). Оксифториды хлора. Успехи неорганической химии и радиохимии. 18. С. 319–398. Дои:10.1016 / S0065-2792 (08) 60033-3. ISBN  9780120236183.
  8. ^ Christe, Karl O .; Schack, Carl J .; 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.
  9. ^ Пилипович, Дональд .; Lindahl, C.B .; Schack, Carl J .; Wilson, R.D .; Кристе, Карл О. (сентябрь 1972 г.). «Оксид трифторида хлора. I. Получение и свойства». Неорганическая химия. 11 (9): 2189–2192. Дои:10.1021 / ic50115a040.
  10. ^ Оберхаммер, Хайнц .; Кристе, Карл О. (январь 1982 г.). «Газофазная структура оксида трифторида хлора, ClF.3О ". Неорганическая химия. 21 (1): 273–275. Дои:10.1021 / ic00131a050.