Фторид бериллия

Фторид бериллия
Имена


Название ИЮПАК Фторид бериллия
Другие имена Дифторид бериллия Дифторобериллан
Идентификаторы
Количество CAS	7787-49-7^Y
3D модель ( JSmol )	Интерактивное изображение
ЧЭБИ	ЧЕБИ: 49499^Y
ChemSpider	22992^Y
ECHA InfoCard	100.029.198
PubChem CID	24589
Номер RTECS	DS2800000
UNII	499FU9DQ5C^Y
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID50873983
ИнЧИ InChI = 1S / Be.2FH / h; 2 * 1H / q + 2 ;; / p-2^Y Ключ: JZKFIPKXQBZXMW-UHFFFAOYSA-L^Y InChI = 1 / Be.2FH / h; 2 * 1H / q + 2 ;; / p-2 Ключ: JZKFIPKXQBZXMW-NUQVWONBAD
Улыбки [Be + 2]. [F -]. [F-]
Характеристики
Химическая формула	BeF ₂
Молярная масса	47.01 г / моль гигроскопичен
Внешность	бесцветные комочки
Плотность	1,986 г / см ³
Температура плавления	554 ° С (1029 ° F, 827 К)
Точка кипения	1169 ° С (2136 ° F, 1442 К) ^[1]
Растворимость в воде	очень растворимый
Растворимость	умеренно растворим в спирте
Структура
Кристальная структура	Тригональный, α-кварц
Космическая группа	P3 ₁ 21 (№ 152), символ Пирсона hP9 ^[2]
Постоянная решетки	а = 473,29 пм, с = 517,88 пм
Молекулярная форма	Линейный
Термохимия
Теплоемкость ( C )	1,102 Дж / К или 59 Дж / моль К
Стандартная мольная энтропия ( S ^o₂₉₈ )	45 Дж / моль К
Std энтальпия формации (Δ _FH ^⦵₂₉₈ )	-1028,2 кДж / г или -1010 кДж / моль
Свободная энергия Гиббса (Δ _fG ˚)	-941 кДж / моль
Опасности ^[5]
Паспорт безопасности	Паспорт безопасности материалов InChem
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHS	Опасность
Положения об опасности GHS	H301 , H305 , H311 , H314 , H315 , H319 , H330 , H335 , H372 , H411
Меры предосторожности GHS	Р201 , Р202 , Р260 , Р264 , Р270 , Р271 , Р273 , Р280 , Р281 , Р284 , Р301 + 310 , P301 + 330 + 331 , P302 + 352 , P303 + 361 + 353 , Р304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P308 + 313 , P310 , P312 , P314 , P320 , P321 , P322 , P330 , P361
точка возгорания	Негорючий
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD ₅₀ ( средняя доза )	90 мг / кг (перорально, крыса) 100 мг / кг (перорально, мышь) ^[4]
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)	TWA 0,002 мг / м ³ C 0,005 мг / м ³ (30 минут) с максимальным пиком 0,025 мг / м ³ (в виде Be) ^[3]
REL (рекомендуется)	Ca C 0,0005 мг / м ³ (как Be) ^[3]
IDLH (Непосредственная опасность)	Ca [4 мг / м ³ (как Be)] ^[3]
Родственные соединения
Другие анионы	Хлорид бериллия Бромид бериллия Иодид бериллия
Другие катионы	Фторид магния Фторид кальция Фторид стронция Фторид бария Фторид радия
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Y проверить ( что есть ?)^YN
Ссылки на инфобоксы

Фторид бериллия представляет собой неорганическое соединение с формулой Be F ₂ . Это белое твердое вещество является основным прекурсором для производства металлического бериллия . По структуре напоминает кварц, но BeF ₂ хорошо растворяется в воде.

Свойства [ править ]

Фторид бериллия обладает уникальными оптическими свойствами. В виде фторобериллатного стекла оно имеет самый низкий показатель преломления для твердого тела при комнатной температуре - 1,275. Его дисперсионная способность является самой низкой для твердого тела при 0,0093, а нелинейный коэффициент также является самым низким при 2 × 10 ^-14 .

Структура и связь [ править ]

Состав газообразного BeF ₂ .

Структура твердого BeF ₂ напоминает кристобалит . Центры Be ²⁺ четырехкоординатные и тетраэдрические, а центры фторидов - двухкоординатные. ^[6] Длина связи Be-F составляет около 1,54 Å. ^[7] Аналогично SiO 2 , BeF ₂ также может иметь ряд родственных структур. Аналогия существует также между BeF ₂ и AlF ₃ : оба принимают протяженные структуры при умеренной температуре.

Газ и жидкость BeF ₂[ править ]

Газообразный фторид бериллия имеет линейную структуру с расстоянием Be-F 143 мкм . ^[8] BeF ₂ достигает давления пара 10 Па при 686 ° C, 100 Па при 767 ° C, 1 кПа при 869 ° C, 10 кПа при 999 ° C и 100 кПа при 1172 ° C. ^[9]

«Молекулы» жидкого фторида бериллия имеют флуктуирующую тетраэдрическую структуру. Кроме того, плотность жидкого BeF ₂ уменьшается вблизи точки его замерзания, поскольку ионы Be ²⁺ и F - начинают более сильно координироваться друг с другом, что приводит к расширению пустот между формульными единицами . ^[10]

Производство [ править ]

При переработке бериллиевых руд образуется нечистый Be (OH) ₂ . Этот материал реагирует с бифторидом аммония с образованием тетрафторобериллата аммония:

Be (OH) ₂ + 2 (NH ₄ ) HF ₂ → (NH ₄ ) ₂ BeF ₄ + 2 H ₂ O

Тетрафторобериллат - устойчивый ион, который позволяет очищать его путем осаждения различных примесей в виде их гидроксидов. Нагревание очищенного (NH ₄ ) ₂ BeF ₄ дает желаемый продукт:

(NH ₄ ) ₂ BeF ₄ → 2 NH ₃ + 2 HF + BeF ₂

В целом реакционная способность ионов BeF ₂ с фторидом вполне аналогична реакциям SiO ₂ с оксидами. ^[11]

Приложения [ править ]

Восстановление BeF ₂ при 1300 ° C магнием в графитовом тигле представляет собой наиболее практичный способ получения металлического бериллия: ^[8]

BeF ₂ + Mg → Be + MgF ₂

Хлорид не является полезным прекурсором из-за его летучести. ^{[ необходима цитата ]}

Ниша использует [ править ]

Фторид бериллия используется в биохимии, особенно в кристаллографии белков, как имитатор фосфата. Таким образом, АДФ и фторид бериллия вместе имеют тенденцию связываться с сайтами АТФ и ингибировать действие белка, что позволяет кристаллизовать белки в связанном состоянии. ^[12]^[13]

Фторид бериллия образует основной компонент предпочтительной смеси фторидных солей, используемых в ядерных реакторах с жидким фторидом . Обычно фторид бериллия смешивают с фторидом лития с образованием основного растворителя ( FLiBe ), в который вводятся фториды урана и тория. Фторид бериллия исключительно химически стабилен, а смеси LiF / BeF ₂ ( FLiBe ) имеют низкие температуры плавления (360 ° C - 459 ° C) и лучшие нейтронно-физические свойства комбинаций фторидных солей, подходящих для использования в реакторах. Компания MSRE использовала две разные смеси в двух охлаждающих контурах.

Безопасность [ править ]

Соединения бериллия очень токсичны. Повышенная токсичность бериллия в присутствии фторида была отмечена еще в 1949 г. ^[14] LD 50 у мышей составляет около 100 мг / кг через рот и 1,8 мг / кг при внутривенном введении.

Ссылки [ править ]

^ Лиде, Дэвид Р., изд. (2006). CRC Справочник по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
^ Райт, Альберт Ф .; Fitch, Эндрю Н .; Райт, Адриан К. (1988). «Получение и структура α- и β-кварцевых полиморфов фторида бериллия». Журнал химии твердого тела . 73 (2): 298. Bibcode : 1988JSSCh..73..298W . DOI : 10.1016 / 0022-4596 (88) 90113-2 .
^ a b c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0054» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
^ «Соединения бериллия (как Be)» . Немедленно опасная для жизни или здоровья концентрация (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
^ "Дифторид бериллия" . PubChem . Национальный институт здоровья . Проверено 13 октября 2017 года .
^ Уэллс А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия 5-е издание Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
^ Паллави Галсаси, Прасанна С. Галсаси, "Монокристаллическая рентгеновская структура BeF2: α-кварц" Неорг. Chem., 2011, 50 (1), pp 86–89. DOI : 10.1021 / ic101248g
^ а б Холлеман, AF; Виберг, Э. "Неорганическая химия" Academic Press: Сан-Диего, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .
^ Давление пара, Физика. Ню.еду, с. 6-63 , из Ohe, S. (1976) Компьютерная книга данных по давлению пара , Data Book Publishing Co., Токио.
^ Agarwal, M .; Чакраварти C (2007). «Водоподобные структурные аномалии и аномалии избыточной энтропии в жидком фториде бериллия». J. Phys. Chem. B . 111 (46): 13294–300. DOI : 10.1021 / jp0753272 . PMID 17963376 .
^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
↑ Рэйко Кагава; Мартин Дж. Монтгомери; Керстин Брейг; Эндрю Лесли и Джон Э. Уокер (2004). «Структура бычьей F1-АТФазы, ингибируемая АДФ и фторидом бериллия» . Журнал EMBO . 23 (5): 2734–2744. DOI : 10.1038 / sj.emboj.7600293 . PMC 514953 . PMID 15229653 .
^ Bigay Дж, Deterre Р, Пфистер С, Chabre М (1987). «Фторидные комплексы алюминия или бериллия действуют на G-белки как обратимо связанные аналоги гамма-фосфата GTP» . Журнал EMBO . 6 (10): 2907–2913. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1987.tb02594.x . PMC 553725 . PMID 2826123 .
^ Фторид в питьевой воде: научный обзор стандартов EPA . https://www.nap.edu/catalog/11571/fluoride-in-drinking-water-a-scientific-review-of-epas-standards : The National Academies Press. 2006. С. 51–52. DOI : 10.17226 / 11571 . ISBN 978-0-309-10128-8.CS1 maint: location ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

Монография МАИР «Бериллий и соединения бериллия»
Национальный кадастр загрязнителей: информационный бюллетень по бериллию и соединениям
Национальный реестр загрязнителей: информационный бюллетень по фторидам и соединениям
Опасности фторида бериллия
Паспорт безопасности материалов, на основании которого рассчитывается LD50

[1] Лиде, Дэвид Р., изд. (2006). CRC Справочник по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.

[2] Райт, Альберт Ф .; Fitch, Эндрю Н .; Райт, Адриан К. (1988). «Получение и структура α- и β-кварцевых полиморфов фторида бериллия». Журнал химии твердого тела . 73 (2): 298. Bibcode : 1988JSSCh..73..298W . DOI : 10.1016 / 0022-4596 (88) 90113-2 .

[PGCH-3] Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0054» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).

[4] «Соединения бериллия (как Be)» . Немедленно опасная для жизни или здоровья концентрация (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).

[5] "Дифторид бериллия" . PubChem . Национальный институт здоровья . Проверено 13 октября 2017 года .

[6] Уэллс А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия 5-е издание Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6

[7] Паллави Галсаси, Прасанна С. Галсаси, "Монокристаллическая рентгеновская структура BeF2: α-кварц" Неорг. Chem., 2011, 50 (1), pp 86–89. DOI : 10.1021 / ic101248g

[Holl-8] а б Холлеман, AF; Виберг, Э. "Неорганическая химия" Academic Press: Сан-Диего, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .

[9] Давление пара, Физика. Ню.еду, с. 6-63 , из Ohe, S. (1976) Компьютерная книга данных по давлению пара , Data Book Publishing Co., Токио.

[10] Agarwal, M .; Чакраварти C (2007). «Водоподобные структурные аномалии и аномалии избыточной энтропии в жидком фториде бериллия». J. Phys. Chem. B . 111 (46): 13294–300. DOI : 10.1021 / jp0753272 . PMID 17963376 .

[11] Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.

[12] Рэйко Кагава; Мартин Дж. Монтгомери; Керстин Брейг; Эндрю Лесли и Джон Э. Уокер (2004). «Структура бычьей F1-АТФазы, ингибируемая АДФ и фторидом бериллия» . Журнал EMBO . 23 (5): 2734–2744. DOI : 10.1038 / sj.emboj.7600293 . PMC 514953 . PMID 15229653 .

[13] Bigay Дж, Deterre Р, Пфистер С, Chabre М (1987). «Фторидные комплексы алюминия или бериллия действуют на G-белки как обратимо связанные аналоги гамма-фосфата GTP» . Журнал EMBO . 6 (10): 2907–2913. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1987.tb02594.x . PMC 553725 . PMID 2826123 .

[14] Фторид в питьевой воде: научный обзор стандартов EPA . https://www.nap.edu/catalog/11571/fluoride-in-drinking-water-a-scientific-review-of-epas-standards : The National Academies Press. 2006. С. 51–52. DOI : 10.17226 / 11571 . ISBN 978-0-309-10128-8.CS1 maint: location ( ссылка )

[1]