Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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
FeF 3
Молярная масса112,840 г / моль (безводный)
166,89 г / моль (тригидрат)
Внешностьбледно-зеленые кристаллы
Плотность3,87 г / см 3 (безводный)
2,3 г / см 3 (тригидрат)
Температура плавления> 1000 ° С (1830 ° F, 1270 К)
малорастворимый (безводный)
49,5 г / 100 мл (тригидрат)
Растворимостьнезначительно в спирте , эфире , бензоле
+ 13,760 · 10 −6 см 3 / моль
Структура
Ромбоэдрический , hR24
Р-3с, №167
Опасности
Основные опасностиКоррозионный
Паспорт безопасностиВнешний SDS
Пиктограммы GHSGHS05: Коррозийный GHS07: Вредно[1]
Сигнальное слово GHSОпасность [1]
H302 , H312 , H332 , H314 [1]
Меры предосторожности GHS
Р260 , Р301 + 330 + 331 , P303 + 361 + 353 , P305 + 351 + 338 , Р405 , Р501 [1]
Родственные соединения
Другие анионы
Железо (III) , оксид , железа (III) хлорид
Другие катионы
Марганец (III) , фторид , Кобальт (III) , фторид , рутений (III) , фторид
Родственные соединения
Фторид железа (II)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Фторид железа (III) , также известный как фторид железа, представляет собой неорганические соединения с формулой FeF 3 (H 2 O) x, где x = 0 или 3. В отличие от родственных хлоридов железа (III), они представляют интерес в основном для исследователей . Безводный фторид железа (III) имеет белый цвет, а гидратированные формы - светло-розовый. [2]

Химические и физические свойства [ править ]

Фторид железа (III) представляет собой термостойкое антиферромагнитное [3] твердое тело, состоящее из высокоспиновых центров Fe (III), что соответствует бледным цветам всех форм этого материала. Как безводный фторид железа (III), так и его гидраты гигроскопичны .

Структура [ править ]

Безводная форма имеет простую структуру с октаэдрическими центрами Fe (III) F 6, соединенными линейными связями Fe-F-Fe. На языке кристаллографии кристаллы классифицируются как ромбоэдрические с пространственной группой R-3c . [4] Структурный мотив подобен тому, что наблюдается в ReO 3 . Хотя твердое вещество нелетучо, оно испаряется при высоких температурах, газ при 987 ° C состоит из FeF 3 , плоской молекулы симметрии D 3h с тремя равными связями Fe-F, каждая длиной 176,3 мкм. [5] При очень высоких температурах он разлагается с образованием FeF 2 и F 2.. [4]

Известны две кристаллические формы - или, точнее говоря , полиморфы - FeF 3 · 3H 2 O, α и β формы. Их получают выпариванием раствора HF, содержащего Fe 3+, при комнатной температуре (α-форма) и выше 50 ° C (β-форма). Пространственная группа формы беты является Р4 / м, а α формы поддерживает Р4 / м пространственной группу с J6 субструктурой. Твердая α-форма нестабильна и превращается в β-форму в течение нескольких дней. Эти две формы отличаются своим отличием в квадрупольном расщеплении от их мессбауэровских спектров. [6]

Подготовка, возникновение, реакции [ править ]

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 соответствующего хлорида фтористым водородом: [7]

FeCl 3 + 3 HF → FeF 3 + 3 HCl

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

Материал является акцептором фтора. С гексафторидом ксенона он образует [FeF 4 ] [XeF 5 ]. [4]

Чистый FeF 3 еще не известен среди минералов. Однако гидратированная форма известна как очень редкий фумарольный минерал топсеит. Обычно тригидрат, его химический состав немного сложнее: FeF [F 0,5 (H 2 O) 0,5 ] 4 · H 2 O. [9] [10]

Приложения [ править ]

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

Некоторые реакции кросс-сочетания катализируются соединениями на основе фторида железа. В частности, связывание биарильных соединений катализируется комплексами гидратированного фторида железа (II) и N-гетероциклических карбеновых лигандов. Другие фториды металлов также катализируют аналогичные реакции. [12] [13] Фторид железа (III) также может катализировать хемоселективное присоединение цианида к альдегидам с образованием циангидринов . [14]

Безопасность [ править ]

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

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d "Фторид железа (III)" . Американские элементы . Проверено 5 ноября 2018 года .
  2. ^ Housecroft, Екатерина Е .; Шарп, Алан Г. (2008) Неорганическая химия (3-е изд.), Пирсон: Прентис Холл. ISBN 978-0-13-175553-6 . 
  3. ^ Wollan, EO; Ребенок, HR; Келер, WC; Уилкинсон. МК (ноябрь 1958 г.). «Антиферромагнитные свойства трифторидов группы железа». Физический обзор . 112 (4): 1132–1136. DOI : 10.1103 / PhysRev.112.1132 .
  4. ^ a b 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. DOI : 10.1007 / BF00675786 . S2CID 96178006 . 
  6. ^ a b Karraker, DG; Смит, П.К. (март 1992 г.). «Возвращение к α- и β-FeF 3 • 3H 2 O: кристаллическая структура и мессбауэровские спектры 57 Fe». Неорганическая химия . 31 (6): 1118–1120. DOI : 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, П. Моллар, Д. Devilliers, М. Chemla, Р. Faron, Р. Романо, JP Cuer, "фтористых соединений, неорганический" в энциклопедии Ульмана промышленной химии , Wiley-VCH, Weinheim, 2005. DOI : 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. DOI : 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. DOI : 10.1021 / ja9039289 . PMID 19639999 . 
  14. ^ Bandgar, BT; Камбл, VT (июль 2001 г.). «Органические реакции в водной среде: хемоселективное присоединение цианотриметилсилана к альдегидам, катализируемое FeF 3 ». Зеленая химия . 3 (5): 265. DOI : 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 оригинального (PDF) 01.09.2006.

Внешние ссылки [ править ]

  • Национальный реестр загрязнителей - фактологический бюллетень по фторидам и соединениям
  • CAMEO Chemicals: База данных по опасным материалам