Bór-trifluorid | |||
Azonosítás | |||
---|---|---|---|
Szinonimák |
Trifluor-bórán |
||
N o CAS | |||
N o ECHA | 100,028,699 | ||
N o EC | 231-569-5 | ||
Megjelenés | Sűrített gáz, színtelen, csípős szagú. Párás légkörben fehér füstöt képez | ||
Kémiai tulajdonságok | |||
Brute formula |
B F 3 [izomerek] |
||
Moláris tömeg | 67,806 ± 0,007 g / mol B 15,94%, F 84,06%, |
||
Fizikai tulajdonságok | |||
T ° fúzió | -127 ° C | ||
T ° forráspontú | -100 ° C | ||
Oldékonyság | 3320 g · l -1 vízben 0 ° C-on | ||
Térfogat | 2,4 (levegő = 1) | ||
Öngyulladási hőmérséklet | nem gyúlékony | ||
Kritikus pont | 49,9 bar , -12,35 ° C | ||
Termokémia | |||
Δ vap H ° | 19,33 kJ · mol -1 ( 1 atm , -99,9 ° C ) | ||
Elektronikus tulajdonságok | |||
1 re ionizációs energia | 15,7 ± 0,3 eV (gáz) | ||
Óvintézkedések | |||
SGH | |||
Veszély H314, H330, EUH014, H314 : Súlyos égési sérülést és szemkárosodást okoz H330 : Belélegezve halálos EUH014 : Vízzel hevesen reagál |
|||
WHMIS | |||
A, D1A, E, A : Sűrített gáz kritikus hőmérséklete = −12,3 ° C D1A : Nagyon mérgező anyag, súlyos azonnali hatással Veszélyes áruk szállítása: 2.3 E osztály : Maró anyagok Veszélyes áruk szállítása: 8. osztály: A közzététel az összetevők felsorolása szerint 1,0% |
|||
NFPA 704 | |||
0 4 1 | |||
Szállítás | |||
268 : mérgező és maró gáz UN szám : 1008 : BORON-TRIFLUORID, Sűrített osztály: 2.3 Besorolási kód: 2TC : Cseppfolyósított gáz, mérgező, maró; Címkék: 2.3 : Mérgező gázok (megfelel a nagybetűvel T jelölt csoportoknak, azaz T, TF, TC, TO, TFC és TOC). 8 : Maró anyagok |
|||
Belélegzés | Köhögés | ||
Bőr | Vörösség, fájdalom | ||
Szemek | Vörösség, fájdalom | ||
Ökotoxikológia | |||
Szagküszöb | alacsony: 1,5 ppm | ||
Egység SI és STP hiányában. | |||
A bór-trifluorid egy gáz mérgező és színtelen kémiai képlet B F 3 . Nedves levegővel reagál, hidrogén-fluoridból , bórsavból és fluor- bórsavból álló fehér füstöket képezve .
Ebben a vegyület, bór- hiányos elektronok . A kémiai reakciók során a BF 3 tehát úgy viselkedik, mint egy Lewis-sav . Reagál például fluoridokkal tetrafluorid- sók képződésével :
CsF + BF 3 → CsBF 4Az e molekula által elfogadott térbeli konfiguráció megfelel a VSEPR elméletnek. Minimalizálja a központi atom körüli elektronpárok közötti kölcsönhatásokat. Olyan szerkezetnek felel meg, amelyben a négy atom koplanáris, valenciaszöge 120 °. A molekula sík, trigonális, és három fluoratom egyenlő oldalú háromszöget alkot.
A BF kémiai kötések egyszeres kötések. Szilárdságuk (646 kJ / mol) nagyobb, mint az összes ismert egyszeres kötésé. Ennek az erőnek az eredete nem értelmezhető a rezonancia egy olyan formájával, amely a fluoratom dublettjeinek donorjellemét játszaná fel. A (2) bórénál jóval nagyobb elektronegativitása (4) ezt nem teszi lehetővé. Két egymást kiegészítő értelmezés teszi lehetővé a kapcsolat nagyon nagy erejének megértését.
Az első értelmezés egy orbitális sorrend. A négy p z pálya (a molekula síkjára merőleges z tengely) rendszere átfedéseket eredményez, amelyek stabilizálják a BF kölcsönhatást. Ez azt jelzi, hogy ennek a köteléknek valóban kettős kötés-jellege van, ami igazolja erejét.
A második értelmezés a B és F közötti nagy elektronsűrűség (az OA átfedésének mennyisége), valamint a B (+2,58) és az F (-0, 86) által hordozott kivételesen magas részleges töltés egyidejű vizsgálatának köszönhető . Ezeket az értékeket az AIM-elmélet ( Atom in Molecules ) keretein belül találtuk meg . Gyakran ez a két tulajdonság kizárólagos, a kötés ionos jellege nem teszi lehetővé az orbitális erőteljes átfedést. A bór-trifluorid esetében mindkettő egyszerre fontos, ami a BF egyszeres kötés nagy szilárdságát adja.
Van egy nagyon különböző ipari szintézis és egy egészen más laboratóriumi szintézis.
A bór-trifluorid ipari szintézise könnyen hozzáférhető vegyületeket foglal magában, ezért több ezer tonna méretben végezhető el.
Na 2 B 4 O 7 + 6 CaF 2 + 8 H 2 SO 4 → 2 NaHSO 4 + 6 CaSO 4 + 7 H 2 O + 4 BF 3A reagensek valójában a bórax (közvetlenül a talajból extrahálva, ez a bór kémiai elem forrása), a természetben is jelen lévő kalcium- fluorid ( fluorit ), valamint az ipari szempontból nagy mennyiségben előállított kénsav .
A laboratóriumban kis mennyiségű bór-trifluorid szintetizálódik egy diazóniumsó bontásával .
C 6 H 5 N 2 BF 4 → C 6 H 5 F + N 2 + BF 3A bór hipovalens jellege (nem tartja tiszteletben a bájtszabályt ) a bór-trifluoridnak erős Lewis-sav karaktert kölcsönöz . Reagálóképességének jelentős részét így magyarázzák. Könnyen rögzítheti a Lewis-bázist, például halogenid-ionokat F - , Cl - stb. oxigénes oldószerek, például etil-éter stb.
Bór-trifluorid így forgalmazott oldat éterben formájában BF 3 -éterát OEt 2 -BF 3 . A BF 3 Lewis-savjellege ekkor nagymértékben csökken, mivel a Lewis-bázis kapcsolódását meg kell előznie az éter távozásának.
A hidrolízis a BF kötések tönkremenetele és a B-OH kötés képződése. A bór-trifluorid hidrolízise B (OH) 3 bórsavhoz vezet .
A hidrolízist a bór-trifluorid Lewis-sav-tulajdonsága is magyarázza. Az első lépés a kötődést a BF 3 egy vízmolekula.
BF 3 + H 2 O → H 2 O-BF 3A B vonzerője aktiválja az így rögzített víz hidrogénjét, ami ahhoz vezet
H 2 O + H 2 O-BF 3 → H 3 O + + HOBF 3 -azután
HOBF 3 - → HOBF 2és egy második addíció eliminációra kerülhet sor.
Az alkoholízis (en) a hidrolízishez közeli reakció, de alkoholokkal. Ez vezet bórsav észterek B (OR) 3 , vagy a alkylborates B (OR) 4 - .
A BF kötés alkilezhető, például szerves magnéziummal . Ez az alkil (aril) borátok szokásos előállítási módja. Például a tetrafenilborátos ion így előállított, a BF3 vagy BF 4 - .
A bór-trifluorid fő felhasználása erős Lewis-savként szerepel. A Friedel és Craft reakciót alkalmazó ipari szintézisek nagy mennyiséget fogyasztanak belőle, mivel sztöchiometrikus (és nem katalitikus) mennyiségben kell felhasználni.
RX + ArH + BF3 = Ar-R + BF3 + HXBár úgy tűnik, hogy a BF3 nem avatkozik be a mérlegbe, az X ion jelenléte - átalakítja BF 4 ionokká - ami teljesen eltünteti Lewis-savként való jellemét.
A bór-trifluorid maró vegyület. A hosszantartó belégzés tüdőödémát okozhat . Hevesen reagál a vízzel. Óvatosan kell kezelni.
Az expozíciós határértéket Franciaországban 1 ppm-re ( 2,77 mg · m -3 ) határozták meg .