Фторид железа (III) - Iron(III) fluoride

Фторид железа (III)
Трехфтористый алюминий-3D-многогранник.png
FeF3structure.jpg
Имена
Другие имена
трифторид железа, фторид железа
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.029.093 Отредактируйте это в Викиданных
Номер RTECS
  • NO6865000
UNII
Характеристики
FeF3
Молярная масса112,840 г / моль (безводный)
166,89 г / моль (тригидрат)
Внешностьбледно-зеленые кристаллы
Плотность3,87 г / см3 (безводный)
2,3 г / см3 (тригидрат)
Температура плавления> 1000 ° С (1830 ° F, 1270 К)
малорастворимый (безводный)
49,5 г / 100 мл (тригидрат)
Растворимостьнезначительный в алкоголь, эфир, бензол
+13,760·10−6 см3/ моль
Структура
Ромбоэдрический, 24 грн.
Р-3с, №167
Опасности
Главный опасностиКоррозионный
Паспорт безопасностиВнешний SDS
Пиктограммы GHSGHS05: Коррозийный GHS07: Вредно[1]
Сигнальное слово GHSОпасность[1]
H302, H312, H332, H314[1]
P260, P301 + 330 + 331, P303 + 361 + 353, P305 + 351 + 338, P405, P501[1]
Родственные соединения
Другой анионы
Оксид железа (III), Хлорид железа (III)
Другой катионы
Фторид марганца (III), Фторид кобальта (III), Фторид рутения (III)
Родственные соединения
Фторид железа (II)
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Фторид железа (III), также известный как фторид железа, неорганические соединения с формулой FeF3(ЧАС2O)Икс где x = 0 или 3. Они интересуют в основном исследователей, в отличие от родственных хлориды железа (III). Безводный фторид железа (III) имеет белый цвет, а гидратированные формы - светло-розовый.[2]

Химические и физические свойства

Фторид железа (III) термостойкий, антиферромагнитный[3] твердое тело, состоящее из высокое вращение Центры Fe (III), что соответствует бледной окраске всех форм этого материала. Как безводный фторид железа (III), так и его гидраты являются гигроскопичный.

Структура

Безводная форма имеет простую структуру с восьмигранный Fe (III) F6 центры соединены линейными связями Fe-F-Fe. На языке кристаллография, кристаллы классифицируются как ромбоэдрические с R-3c космическая группа.[4] Структурный мотив подобен тому, что видно на ReO3. Хотя твердое вещество нелетучо, оно испаряется при высоких температурах, газ при 987 ° C состоит из FeF.3, плоская молекула D3ч симметрия с тремя равными связями Fe-F, каждая длиной 176,3 мкм.[5] При очень высоких температурах он разлагается с образованием FeF.2 и F2.[4]

Две кристаллические формы - или, точнее говоря, полиморфы - FeF3· 3H2O известны, формы α и β. Их готовят путем испарения HF раствор, содержащий Fe3+ при комнатной температуре (α-форма) и выше 50 ° C (β-форма). В космическая группа формы β - это P4 / m, а форма α поддерживает пространственную группу P4 / m с подструктурой J6. Твердая α-форма нестабильна и превращается в β-форму в течение нескольких дней. Эти две формы отличаются своей разницей в квадрупольном расщеплении от их Мёссбауэр спектры.[6]

Приготовление, возникновение, реакции

Безводный фторид железа (III) получают путем обработки фтором практически любого безводного соединения железа. Более практично и, как и большинство фторидов металлов, его получают путем обработки соответствующих хлористый с фтороводородом:[7]

FeCl3 + 3 HF → FeF3 + 3 HCl

Он также образует пассивирующую пленку при контакте железа (и стали) и фтороводород.[8] Гидраты кристаллизуются из водной фтористоводородной кислоты.[6]

Материал является акцептором фтора. С гексафторид ксенона образует [FeF4] [XeF5].[4]

Чистый FeF3 еще не известен среди минералов. Однако гидратированная форма известна как очень редкая фумарольный минерал топсеите. Обычно тригидрат, его химический состав немного сложнее: FeF [F0.5(ЧАС2O)0.5]4·ЧАС2О.[9][10]

Приложения

Основное коммерческое использование фторида железа (III) в производстве керамики.[11]

Немного реакция кросс-сочетания катализируются соединениями на основе фторида железа. В частности, сочетание биарильных соединений катализируется комплексами гидратированного фторида железа (II) N-гетероциклический карбен лиганды. Другие фториды металлов также катализируют аналогичные реакции.[12][13] Также было показано, что фторид железа (III) катализирует хемоселективное добавление цианида к альдегидам с образованием циангидрины.[14]

Безопасность

Безводный материал является мощным обезвоживающим агентом. Образование фторида железа могло быть причиной взрыва баллона с газообразным фтористым водородом.[15]

Рекомендации

  1. ^ а б c d «Фторид железа (III)». Американские элементы. Получено 5 ноября, 2018.
  2. ^ Housecroft, Catherine E .; Шарп, Алан Г. (2008) Неорганическая химия (3-е изд.), Пирсон: Прентис Холл. ISBN  978-0-13-175553-6.
  3. ^ Wollan, E.O .; Ребенок, H. R .; Koehler, W. C .; Уилкинсон. М. К. (ноябрь 1958 г.). «Антиферромагнитные свойства трифторидов группы железа». Физический обзор. 112 (4): 1132–1136. Дои:10.1103 / PhysRev.112.1132.
  4. ^ а б c Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0-08-037941-8.
  5. ^ Hargittai, M .; Колониц, М .; Tremmel, J .; Фурке. J .; Фери, Г. (январь 1990 г.). «Молекулярная геометрия трифторида железа по дифракции электронов и повторное исследование трифторида алюминия». Структурная химия. 1 (1): 75–78. Дои:10.1007 / BF00675786. S2CID  96178006.
  6. ^ а б Karraker, D.G .; Смит, П. К. (март 1992 г.). «α- и β-FeF3• 3H2O Revisited: кристаллическая структура и 57Fe Mössbauer Spectra ". Неорганическая химия. 31 (6): 1118–1120. Дои:10.1021 / ic00032a042.
  7. ^ Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. п. 266-7.
  8. ^ J. Aigueperse, P. Mollard, D. Devilliers, M. Chemla, R. Faron, R. Romano, J. P. Cuer, "Соединения фтора, неорганические" в Энциклопедия промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Weinheim, 2005.Дои:10.1002 / 14356007.a11_307
  9. ^ https://www.mindat.org/min-51561.html
  10. ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
  11. ^ «Фторид железа». CAMEO Chemicals. Национальное управление океанических и атмосферных исследований. Интернет. 7 апреля 2010 г. <http://cameochemicals.noaa.gov/chemical/3468 >
  12. ^ Hatakeyama, T .; Накамура М. (июль 2007 г.). «Катализируемое железом селективное биарильное связывание: замечательное подавление гомосцепления фторид-анионом». Журнал Американского химического общества. 129 (32): 9844–9845. Дои:10.1021 / ja073084l. PMID  17658810.
  13. ^ Hatakeyama, T .; Hashimoto, S .; Ishizuka, K .; Накамура, М. (июль 2009 г.). «Высокоселективные биарильные реакции перекрестного связывания между арилгалогенидами и арил-реактивами Гриньяра: новая комбинация катализаторов N-гетероциклических карбенов и фторидов железа, кобальта и никеля». Журнал Американского химического общества. 131 (33): 9844–9845. Дои:10.1021 / ja9039289. PMID  19639999.
  14. ^ Bandgar, B.T .; Камбл, В. Т. (июль 2001 г.). «Органические реакции в водной среде: FeF.3 катализируемое хемоселективное присоединение цианотриметилсилана к альдегидам ». Зеленая химия. 3 (5): 265. Дои:10.1039 / b106872p.
  15. ^ «Недавний взрыв баллона с фтористым водородом размером с лекцию ... возобновил опасения, что баллоны со сжатым газом могут быть особенно опасными» (PDF). Калифорнийский университет в Сан-Франциско. Архивировано из оригинал (PDF) на 2006-09-01.

внешняя ссылка