三氟化溴

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三氟化溴
性质
化学式 BrF3
摩尔质量 136.90 g·mol⁻¹
外观 稻草色液体
吸湿性
密度 2.803 g/cm3 [1]
熔点 8.77 °C
沸点 125.72 °C
溶解性 分解
溶解性硫酸 可溶
结构
分子构型 T形(C2v)
偶极矩 1.19 D
危险性
欧盟分类 未列出
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
3
OX
相关物质
其他阴离子 一氯化溴
其他阳离子 三氟化氯
三氟化碘
相关化学品 一氟化溴
五氟化溴
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

三氟化溴是一种卤素互化物,化学式为BrF3。这种无色、有毒、有腐蚀性的液体可溶于硫酸,但与或有机化合物接触会发生爆炸。它是一种强氟化剂和无机离子化溶剂。它在核燃料生产和后处理过程中被用于生产六氟化铀(UF6)。[2]

制备[编辑]

三氟化溴最早由保罗·利比奥(Paul Lebeau)于1906年报道。他将单质在20 °C下反应得到了三氟化溴:[3]

\rm \ Br_2 + 3 F_2 \rightarrow 2 BrF_3

一氟化溴歧化反应也产生三氟化溴:[4]

\rm \ 3 BrF \rightarrow  BrF_3 + Br_2

结构[编辑]

ClF3IF3类似,BrF3分子也是T形的。价层电子对互斥理论中,中心溴原子连有两对孤对电子。每个轴向的Br-F键长度为1.81 Å,而水平方向的为1.72 Å。轴向Br-F键与水平Br-F键的夹角略小于90°,86.2°的键角是因为孤对电子的排斥比成键电子更强,键角的变小使得能量降低。[5][6]

化学性质[编辑]

BrF3是一种强氟化剂,但略弱于ClF3。这种液体能导电,因为它能发生自耦电离[2]

\rm \ 2 BrF_3 \rightleftharpoons BrF_2^+ + BrF_4^-

许多离子型氟化物易溶于三氟化溴,并形成溶剂合碱(即路易斯酸碱的加合物):[2]

\rm \ KF + BrF_3 \rightarrow KBrF_4

此外少数共价型氟化物,例如四氟化硅五氟化钒及类似化合物也可溶于三氟化溴,它们在溶液中作为路易斯酸。

\rm \ SbF_5 + BrF_3 \rightarrow BrF_2^+SbF_6^-

含BrF2+的物质与含BrF4-能发生类似于酸碱中和的反应:

\rm \ Ag^+BrF_4^- + BrF_2^+SbF_6^- \rightarrow AgSbF_6 + 2 BrF_3
\rm \ K^+BrF_4^- + (BrF_2^+)_2SnF_6^{2-} \rightarrow K_2SnF_6 + 4 BrF_3

这类反应被广泛用于制取含氟配合物,例如AgAuF4、(NO2)SnF6、(NO)2SnF6、LiVF6、KRuF6等,在上述反应完成后真空蒸发除去三氟化溴即可得到产品。

三氟化溴能使高价氟配合物稳定,例如四氟化钯不能分离得到,但在三氟化溴中可制得它的配合物。稀有气体的氟化物也能在三氟化溴中与强路易斯酸形成加合物。[7]

参考资料[编辑]

  1. ^ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0070494398
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd Edition. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4. 
  3. ^ Lebeau P. The effect of fluorine on chloride and on bromine. Annales de Chimie et de Physique. 1906, 9: 241–263. 
  4. ^ Simons JH; Yost, Don M.; Rogers, M. T. Bromine (III) Fluoride - Bromine Trifluoride. Inorganic Synthesis. 1950, 3: 184–186. doi:10.1002/9780470132340.ch48. 
  5. ^ Gutmann V. Die Chemie in Bromtrifuoride. Angewante Chemie. 1950, 62: 312–315. doi:10.1002/ange.19500621305. 
  6. ^ Meinert H. Interhalogenverbindungen. Zeitschrift für Chemie. 1967, 7: 41. 
  7. ^ 张青莲. 《无机化学丛书》第六卷:卤素、铜分族、锌分族. 北京: 科学出版社. : P412–414. ISBN 7-03-002238-6. 

外部链接[编辑]