Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Фторид кальция
Фторид кальция.jpg
Флюорит-элементарная-3D-ionic.png
Фторид вапенаты.PNG
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.029.262 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 232-188-7
Номер RTECS
  • EW1760000
UNII
Характеристики
Ca F 2
Молярная масса78,075  г · моль -1
ВнешностьБелое кристаллическое твердое вещество (монокристаллы прозрачны)
Плотность3,18 г / см 3
Температура плавления 1418 ° С (2584 ° F, 1691 К)
Точка кипения 2533 ° С (4591 ° F, 2806 К)
0,015 г / л (18 ° C)
0,016 г / л (20 ° C)
3,9 × 10 −11 [1]
Растворимостьне растворим в ацетоне,
мало растворим в кислоте
-28,0 · 10 −6 см 3 / моль
1,4338
Структура
кубическая кристаллическая система , cF12 [2]
FM 3 м, # 225
Ca, 8, кубический
F, 4, четырехгранный
Опасности
Основные опасностиРеагирует с концентрированной серной кислотой с образованием плавиковой кислоты.
Паспорт безопасностиICSC 1323
NFPA 704 (огненный алмаз)
Flammability code 0: Will not burn. E.g. waterHealth code 0: Exposure under fire conditions would offer no hazard beyond that of ordinary combustible material. E.g. sodium chlorideReactivity code 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 четырехцветный алмаз
0
0
0
точка возгоранияНегорючий
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD Lo ( самый низкий опубликованный )
> 5000 мг / кг (перорально, морская свинка)
4250 мг / кг (перорально, крыса) [3]
Родственные соединения
Другие анионы
Хлорид
кальция Бромид
кальция Иодид кальция
Другие катионы
Фторид бериллия Фторид
магния Фторид
стронция Фторид
бария
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Фторид кальция - это неорганическое соединение элементов кальция и фтора с формулой CaF 2 . Это белое нерастворимое твердое вещество. Он представляет собой минерал флюорит (также называемый плавиковым шпатом), который часто имеет глубокую окраску из-за примесей.

Химическая структура [ править ]

Соединение кристаллизуется в кубическом мотиве, называемом структурой флюорита.

Элементарная ячейка CaF 2 , известная как структура флюорита, с двух эквивалентных точек зрения. Второй источник часто используется при визуализации точечных дефектов, введенных на катион. [4]

Ca 2+ центры восемь-координат, центрируется в кубе из восьми F - центров. Каждый F - центр координирует четыре Ca 2+ центров в форме тетраэдра. [5] Хотя идеально упакованные кристаллические образцы бесцветны, минерал часто имеет глубокую окраску из-за наличия F-центров . Такая же кристаллическая структура обнаружена во многих ионных соединениях с формулой AB 2 , таких как CeO 2 , кубический ZrO 2 , UO 2 , ThO 2 и PuO 2 . В соответствующеманти-структура , называется антифлю- структуры, анионы и катионы меняются местами, такие , как Be 2 С .

Газовая фаза [ править ]

Газовая фаза примечательна тем, что не соответствует предсказаниям теории VSEPR ; CaF
2молекула не линейна, как MgF
2, но изогнута под углом примерно 145 °; дигалогениды стронция и бария также имеют изогнутую геометрию. [6] Было высказано предположение, что это происходит из-за взаимодействия фторидных лигандов с электронным остовом [7] [8] или d-подоболочкой [9] атома кальция.

Подготовка [ править ]

Минерал флюорит многочислен, широко распространен и в основном представляет интерес как предшественник HF . Таким образом, существует небольшая мотивация для промышленного производства CaF 2 . Высокая чистота CaF 2 получают путем обработки карбоната кальция с фтористоводородной кислотой : [10]

CaCO 3 + 2 HF → CaF 2 + CO 2 + H 2 O

Приложения [ править ]

Основная статья: Флюорит

Встречающийся в природе CaF 2 является основным источником фтороводорода , химического продукта, используемого для производства широкого спектра материалов. Фторид кальция в флюоритовом состоянии имеет важное коммерческое значение как источник фторида. [11] Фтористый водород выделяется из минерала под действием концентрированной серной кислоты : [12]

CaF 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 (твердый) + 2 HF

Ниша использует [ править ]

Фторид кальция используется для производства оптических компонентов, таких как окна и линзы, используемых в тепловизионных системах, спектроскопии, телескопах и эксимерных лазерах . Он прозрачен в широком диапазоне от ультрафиолетового (УФ) до инфракрасного (ИК) частот. Его низкий показатель преломления снижает необходимость в просветляющих покрытиях . Также удобна его нерастворимость в воде. Легированный фторид кальция, как и природный флюорит, проявляет термолюминесценцию и используется в термолюминесцентных дозиметрах . Он образуется при соединении фтора с кальцием.

Безопасность [ править ]

CaF 2 классифицируется как «не опасный», хотя при его реакции с серной кислотой образуется очень токсичная фтористоводородная кислота . Что касается вдыхания, рекомендуемая NIOSH концентрация фторсодержащей пыли составляет 2,5 мг / м 3 в воздухе. [10]

См. Также [ править ]

  • Список типов лазеров
  • Фотолитография
  • Флюороз скелета

Ссылки [ править ]

  1. ^ Прадёт Патнаик. Справочник неорганических химикатов . Макгроу-Хилл, 2002, ISBN  0-07-049439-8
  2. ^ Исследования дифракции рентгеновских лучей CaF 2 при высоком давлении, L. Gerward, JS Olsen, S. Steenstrup, M. Malinowski, S. sbrink и A. Waskowska, Journal of Applied Crystallography (1992), 25, 578-581 doi : 10.1107 / S0021889892004096
  3. ^ "Фториды (как F)" . Немедленно опасные для жизни или здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  4. ^ Берр, Пенсильвания; Купер, MWD (2017-09-15). «Важность упругих эффектов конечных размеров: нейтральные дефекты в ионных соединениях». Physical Review B . 96 (9): 094107. arXiv : 1709.02037 . Bibcode : 2017PhRvB..96i4107B . DOI : 10.1103 / PhysRevB.96.094107 . S2CID 119056949 . 
  5. ^ GL Miessler и DA Tarr "Неорганическая химия", 3-е изд., Издательство Pearson / Prentice Hall, ISBN 0-13-035471-6 . 
  6. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  7. ^ Гиллеспи, RJ; Робинсон, EA (2005). «Модели молекулярной геометрии». Chem. Soc. Ред. 34 (5): 396–407. DOI : 10.1039 / b405359c . PMID 15852152 .  
  8. ^ Кстати, I .; Гиллеспи, RJ; Тан, TH; Бадер, РФ (1995). «Основные искажения и геометрия дифторидов и дигидридов Ca, Sr и Ba». Неорг. Chem. 34 (9): 2407–2414. DOI : 10.1021 / ic00113a023 .
  9. ^ Сейджо, Луис; Барандиаран, Зойла; Хузинага, Сигеру (1991). «Исследование потенциала модели Ab initio равновесной геометрии щелочноземельных дигалогенидов: MX 2 (M = Mg, Ca, Sr, Ba; X = F, Cl, Br, I)» (PDF) . J. Chem. Phys. 94 (5): 3762. Bibcode : 1991JChPh..94.3762S . DOI : 10.1063 / 1.459748 . ЛВП : 10486/7315 .
  10. ^ a b Aigueperse, Жан; Моллард, Поль; Девилье, Дидье; Chemla, Marius; Фарон, Роберт; Романо, Рене; Куэр, Жан-Пьер (2000). «Соединения фтора неорганические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a11_307 .
  11. ^ Aigueperse, Жан; Моллард, Поль; Девилье, Дидье; Chemla, Marius; Фарон, Роберт; Романо, Рене; Куэр, Жан-Пьер (2005), «Соединения фтора, неорганические», Энциклопедия промышленной химии Ульмана, Weinheim: Wiley-VCH, p. 307, DOI: 10.1002 / 14356007.a11_307.
  12. ^ Holleman, AF; Виберг, Э. "Неорганическая химия" Academic Press: Сан-Диего, 2001. ISBN 0-12-352651-5 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Интернет-книга NIST по термохимическим данным
  • Чарльз Таунс об истории лазеров
  • Национальный реестр загрязнителей - информационный бюллетень по фторидам и соединениям
  • Данные о материалах Crystran
  • MSDS (Оксфордский университет)