Bortrifluorid | |||
Identifikasjon | |||
---|---|---|---|
Synonymer |
Trifluorboran |
||
N o CAS | |||
N o ECHA | 100.028.699 | ||
N o EC | 231-569-5 | ||
Utseende | Komprimert gass, fargeløs, med en skarp lukt. Danner hvit røyk i en fuktig atmosfære | ||
Kjemiske egenskaper | |||
Brute formel |
B F 3 [Isomerer] |
||
Molarmasse | 67,806 ± 0,007 g / mol B 15,94%, F 84,06%, |
||
Fysiske egenskaper | |||
T ° fusjon | −127 ° C | ||
T ° kokende | −100 ° C | ||
Løselighet | 3 320 g · l -1 i vann ved 0 ° C | ||
Volumisk masse | 2,4 (luft = 1) | ||
Selvantennelsestemperatur | ikke brennbar | ||
Kritisk punkt | 49,9 bar , −12,35 ° C | ||
Termokjemi | |||
Δ vap H ° | 19,33 kJ · mol -1 ( 1 atm , -99,9 ° C ) | ||
Elektroniske egenskaper | |||
1 re ioniseringsenergi | 15,7 ± 0,3 eV (gass) | ||
Forholdsregler | |||
SGH | |||
Fare H314, H330, EUH014, H314 : Gir alvorlige etseskader på huden og øyeskader H330 : Dødelig ved innånding EUH014 : Reagerer voldsomt med vann |
|||
WHMIS | |||
A, D1A, E, A : Komprimert gass kritisk temperatur = −12,3 ° C D1A : Meget giftig materiale med alvorlige øyeblikkelige effekter Transport av farlig gods: klasse 2.3 E : Etsende materiale Transport av farlig gods: klasse 8 Opplysning om 1,0% i henhold til listen over ingredienser |
|||
NFPA 704 | |||
0 4 1 | |||
Transportere | |||
268 : giftig og etsende gass UN-nummer : 1008 : BORON TRIFLUORIDE, KOMPRIMERT Klasse: 2.3 Klassifiseringskode: 2TC : Flytende gass, giftig, etsende; Etiketter: 2.3 : Giftige gasser (tilsvarer gruppene betegnet med store bokstaver T, dvs. T, TF, TC, TO, TFC og TOC). 8 : Etsende stoffer |
|||
Innånding | Hoste | ||
Hud | Rødhet, smerte | ||
Øyne | Rødhet, smerte | ||
Økotoksikologi | |||
Luktterskel | lav: 1,5 spm | ||
Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt. | |||
Den bortrifluorid er en gass giftig og fargeløs kjemisk formel B F 3 . Det reagerer med fuktig luft og danner hvite røyk sammensatt av hydrogenfluorid , borsyre og fluorborinsyre .
I denne forbindelsen er bor mangelfull i elektroner . Under kjemiske reaksjoner oppfører BF 3 seg derfor som en Lewis-syre . Det reagerer for eksempel med fluorider ved å danne tetrafluorid salter :
CsF + BF 3 → CsBF 4Den romlige konfigurasjonen som er vedtatt av dette molekylet, samsvarer med VSEPR-teorien. Det minimerer interaksjoner mellom elektronpar rundt det sentrale atomet. Det tilsvarer en struktur der de fire atomer er i samme plan med valensvinkler lik 120 °. Molekylet er plant, trigonal og tre fluoratomer danner en ligesidig trekant.
BF kjemiske bindinger er enkeltbindinger. Styrken (646 kJ / mol) er større enn for alle kjente enkeltbindinger. Opprinnelsen til denne kraften kan ikke tolkes av en form for resonans som vil spille inn giverkarakteren til dublettene til fluoratomet. Dens elektronegativitet (4) mye større enn for bor (2) tillater ikke dette. To komplementære tolkninger gjør det mulig å forstå den veldig store forbindelseskraften.
En første tolkning er av en orbital orden. Systemet med fire p z orbitaler (z-aksen vinkelrett på planet til molekylet) gir opphav til overlappinger som stabiliserer BF interaksjon. Dette indikerer at dette båndet faktisk har et dobbeltbåndskarakter, som rettferdiggjør dets styrke.
En annen tolkning skyldes samtidig undersøkelse av den høye elektrontettheten mellom B og F (mengden OA-overlapping) og den eksepsjonelt høye partielle ladningen som bæres av B (+2,58) og den for F (-0, 86). Disse verdiene ble funnet innenfor rammen av AIM-teorien ( Atoms in Molecules ). Ofte er disse to egenskapene eksklusive, den ioniske karakteren av en binding ikke tillater en sterk baneoverlapping. Når det gjelder bortrifluorid, er begge viktige samtidig, noe som utgjør den store styrken til BF-enkeltbindingen.
Det er en veldig annen industriell syntese og en veldig annen laboratoriesyntese.
Den industrielle syntesen av bortrifluorid involverer lett tilgjengelige forbindelser og kan derfor utføres i en skala på tusenvis av tonn.
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 3Reagensene er faktisk boraks (ekstrahert direkte fra bakken, det er kilden til det kjemiske elementet bor), kalsiumfluorid ( fluoritt ) også til stede i naturen, og svovelsyre produsert industrielt i store mengder.
I laboratoriet syntetiseres små mengder bortrifluorid ved spaltning av et diazoniumsalt .
C 6 H 5 N 2 BF 4 → C 6 H 5 F + N 2 + BF 3Borens hypovalente karakter (den respekterer ikke byte-regelen ) gir bortrifluorid en sterk Lewis- syrekarakter . En betydelig del av responsen blir forklart på denne måten. Det kan enkelt fiksere Lewis-base som halogenidioner F - , Cl - , etc. oksygenerte løsningsmidler som etyleter , etc.
Bortrifluorid er således markedsføres i oppløsning i eter i form av BF 3 eterat OEt 2 -BF 3 . Lewis-syrekarakteren til BF 3 reduseres da sterkt fordi festingen av en Lewis-base må gå foran eterens avgang.
Den hydrolyse er ødeleggelsen av BF bindinger og dannelsen av B-OH binding. Hydrolyse av bortrifluorid fører til borsyre B (OH) 3 .
Hydrolyse er også forklart med Lewis-syreegenskapen til bortrifluorid. Det første trinnet er bindingen av BF 3 til et vannmolekyl.
BF 3 + H 2 O → H 2 O-BF 3Attraktorkarakteren til B aktiverer et hydrogen av vannet som er så fiksert, noe som fører til
H 2 O + H 2 O-BF 3 → H 3 O + + HOBF 3 -deretter
HOBF 3 - → HOBF 2og en ytterligere eliminering av tilskudd kan finne sted.
Den alkoholyse (en) er en reaksjon i nærheten av hydrolysen, men med alkoholer. Det fører til boreestere B (OR) 3 eller til alkylborater B (OR) 4 - .
BF-bindingen kan alkyleres, for eksempel med et organomagnesium . Dette er den vanlige veien for fremstilling av alkyl (aryl) borater. For eksempel det tetra- ion fremstilles således, fra BF3 eller BF 4 - .
Hovedbruken av bortrifluorid involverer dens karakter som en sterk Lewis-syre. Industrielle synteser ved bruk av Friedel og Craft- reaksjonen bruker store mengder av den fordi den må brukes i en støkiometrisk (og ikke katalytisk) mengde.
RX + ArH + BF3 = Ar-R + BF3 + HXSelv om BF3 ikke ser ut til å gripe inn i balansen, forvandler tilstedeværelsen av ion X - den til BF 4- ioner - som helt fjerner sin karakter som Lewis-syre.
Bortrifluorid er en etsende forbindelse. Langvarig innånding kan forårsake lungeødem . Det reagerer voldsomt med vann. Det bør håndteres med forsiktighet.
Eksponeringsgrenseverdien er satt i Frankrike til 1 ppm ( 2,77 mg · m -3 ).