Bortrifluorid | |||
Identifikation | |||
---|---|---|---|
Synonymer |
Trifluorboran |
||
N o CAS | |||
N o ECHA | 100.028.699 | ||
N o EF | 231-569-5 | ||
Udseende | Komprimeret gas, farveløs, med en skarp lugt. Danner hvid røg i en fugtig atmosfære | ||
Kemiske egenskaber | |||
Brute formel |
B F 3 [Isomerer] |
||
Molar masse | 67,806 ± 0,007 g / mol B 15,94%, F 84,06%, |
||
Fysiske egenskaber | |||
T ° fusion | −127 ° C | ||
T ° kogning | −100 ° C | ||
Opløselighed | 3 320 g · l -1 i vand ved 0 ° C | ||
Volumenmasse | 2,4 (luft = 1) | ||
Automatisk tænding temperatur | ikke-brændbar | ||
Kritisk punkt | 49,9 bar , −12,35 ° C | ||
Termokemi | |||
Δ vap H ° | 19,33 kJ · mol -1 ( 1 atm , -99,9 ° C ) | ||
Elektroniske egenskaber | |||
1 re ioniseringsenergi | 15,7 ± 0,3 eV (gas) | ||
Forholdsregler | |||
SGH | |||
Fare H314, H330, EUH014, H314 : Forårsager svære forbrændinger af huden og øjenskader H330 : Dødelig ved indånding EUH014 : Reagerer voldsomt med vand |
|||
WHMIS | |||
A, D1A, E, A : Kritisk komprimeret gaskritisk temperatur = −12,3 ° C D1A : Meget giftigt materiale med alvorlige øjeblikkelige virkninger Transport af farligt gods: klasse 2.3 E : Ætsende materiale Transport af farligt gods: klasse 8 Offentliggørelse ved 1,0% i henhold til listen over ingredienser i listen |
|||
NFPA 704 | |||
0 4 1 | |||
Transportere | |||
268 : giftig og ætsende gas UN-nummer : 1008 : BORON TRIFLUORIDE, KOMPRIMERET Klasse: 2.3 Klassificeringskode: 2TC : Flydende gas, giftig, ætsende; Mærkater: 2.3 : Giftige gasser (svarer til de grupper, der er betegnet med et stort T, dvs. T, TF, TC, TO, TFC og TOC). 8 : Ætsende stoffer |
|||
Indånding | Hoste | ||
Hud | Rødme, smerte | ||
Øjne | Rødme, smerte | ||
Økotoksikologi | |||
Lugtgrænse | lav: 1,5 ppm | ||
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet. | |||
Den bortrifluorid er en gas giftigt og farveløs kemiske formel B F 3 . Det reagerer med fugtig luft og danner hvide dampe sammensat af hydrogenfluorid , borsyre og fluorborinsyre .
I denne forbindelse er bor mangelfuld i elektroner . Under kemiske reaktioner opfører BF 3 sig derfor som en Lewis-syre . Det reagerer for eksempel med fluorider ved dannelse tetrafluorid salte :
CsF + BF 3 → CsBF 4Den rumlige konfiguration, der er vedtaget af dette molekyle, overholder VSEPR-teorien. Det minimerer interaktioner mellem elektronpar omkring det centrale atom. Det svarer til en struktur, hvor de fire atomer er i samme plan med valensvinkler lig med 120 °. Molekylet er plan, trigonal og tre fluoratomer danner en ligesidet trekant.
BF kemiske bindinger er enkeltbindinger. Deres styrke (646 kJ / mol) er større end for alle kendte enkeltbindinger. Oprindelsen af denne styrke kan ikke fortolkes af en form for resonans, der vil bringe donorkarakteren i fluoratomets dubler i spil. Dets elektronegativitet (4) meget større end bor (2) tillader ikke dette. To supplerende fortolkninger gør det muligt at forstå den meget store forbindelse af forbindelse.
En første fortolkning er af en orbital orden. Systemet med fire p z orbitaler (z-aksen vinkelret på planet af molekylet) giver anledning til overlapninger, som stabiliserer BF interaktion. Dette indikerer, at denne obligation faktisk har en dobbeltbindingskarakter, som retfærdiggør dens styrke.
En anden fortolkning skyldes den samtidige undersøgelse af den høje elektrondensitet mellem B og F (mængden af OA-overlapning) og den usædvanligt høje partielle ladning, der bæres af B (+2,58), og den af F (-0, 86). Disse værdier blev fundet inden for rammerne af AIM-teorien ( Atomer in Molecules ). Ofte er disse to egenskaber eksklusive, den ioniske karakter af en binding tillader ikke en stærk orbital overlapning. I tilfælde af bortrifluorid er begge samtidigt vigtige, hvilket tegner sig for den store styrke af BF-enkeltbindingen.
Der er en meget forskellig industriel syntese og en meget anden laboratoriesyntese.
Den industrielle syntese af bortrifluorid involverer let tilgængelige forbindelser og kan derfor udføres i en skala på tusinder af tons.
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 3Reagenserne er faktisk borax (ekstraheret direkte fra jorden, det er kilden til det kemiske element bor), calciumfluorid ( fluorit ) findes også i naturen og svovlsyre produceret industrielt i store mængder.
I laboratoriet syntetiseres små mængder bortrifluorid ved nedbrydning af et diazoniumsalt .
C 6 H 5 N 2 BF 4 → C 6 H 5 F + N 2 + BF 3Borens hypovalente karakter (det respekterer ikke byte-reglen ) giver bortrifluorid en stærk Lewis- syrekarakter . En væsentlig del af dets lydhørhed kan forklares på denne måde. Det kan let fiksere Lewis-base, såsom halogenidioner F - , Cl - osv. iltede opløsningsmidler, såsom ethylether osv.
Bortrifluorid markedsføres altså i opløsning i ether i form af BF 3 etherat OEt 2 -BF 3 . Lewis-syrekarakteren af BF 3 reduceres derefter kraftigt, fordi fastgørelsen af en Lewis-base skal forud for etherens afgang.
Den Hydrolysen er ødelæggelsen af BF bindinger og dannelsen af B-OH-binding. Hydrolyse af bortrifluorid fører til borsyre B (OH) 3 .
Hydrolyse forklares også med Lewis-syreegenskaben for bortrifluorid. Det første trin er bindingen af BF 3 af et vandmolekyle.
BF 3 + H 2 O → H 2 O-BF 3Tiltrækningskarakteren af B aktiverer et hydrogen af det således fikserede vand, hvilket fører til
H 2 O + H 2 O-BF 3 → H 3 O + + HOBF 3 -derefter
HOBF 3 - → HOBF 2og en anden tilføjelse eliminering kan finde sted.
Den alkoholyse (en) er en reaktion tæt på hydrolysen, men med alkoholer. Det fører til borestere B (OR) 3 eller til alkylborater B (OR) 4 - .
BF-bindingen kan alkyleres, for eksempel med et organomagnesium . Dette er den sædvanlige vej til fremstilling af alkyl (aryl) borater. For eksempel tetraphenylborat ion er således fremstillet ud fra BF3 eller BF 4 - .
Hovedanvendelsen af bortrifluorid involverer dens karakter som en stærk Lewis-syre. Industrielle synteser ved hjælp af Friedel og Craft- reaktionen forbruger store mængder af den, fordi den skal bruges i en støkiometrisk (og ikke katalytisk) mængde.
RX + ArH + BF3 = Ar-R + BF3 + HXSelvom BF3 ikke ser ud til at gribe ind i balancen, transformerer tilstedeværelsen af ion X - den til BF 4- ioner - hvilket helt fjerner dens karakter som Lewis-syre.
Bortrifluorid er en ætsende forbindelse. Langvarig indånding kan forårsage pulmonal ødem . Det reagerer voldsomt med vand. Det skal håndteres med forsigtighed.
Eksponeringsgrænseværdien er sat i Frankrig til 1 ppm ( 2,77 mg · m -3 ).