Фториды

26.07.2021

Фториды — химические соединения фтора с другими элементами. Фториды известны для всех элементов, кроме гелия и неона. К фторидам относят как бинарные соединения — ионные фториды (соли фтороводородной кислоты и металлов, ковалентные фториды переходных металлов в высших степенях окисления и фториды неметаллов), так и сложные неорганические соединения (фторангидриды кислот, комплексные фториды, гидрофториды металлов, фторированный графит).

Фториды металлов

Фториды щелочных, щелочноземельных металлов и переходных металлов в низших степенях окисления (трифториды редкоземельных элементов и актиноидов, моно- ди- и трифториды d-элементов) имеют ионную структуру и являются солями фтороводородной (плавиковой) кислоты. Для таких ионных фторидов характерны высокие значения энергии кристаллической решетки и, соответственно, высокие температуры плавления и кипения: для CaF2 Tпл = ~2530oC.

При увеличении степени окисления характер связи между фтором и металлом во фторидах переходных металлов становится ковалентным и соответственно изменяются свойства фторидов: так, например, гексафторид урана UF6 при атмосферном давлении возгоняется при 56,4 °C и под давлением 1,44 МПа плавится при 64 °C.

Координационное число кристаллической решетки фторидов металлов зависит от размера катиона: в случае малого радиуса катиона координационное число равно четырём (например, для BeF2 с тетраэдрическими окружением анионами фтора катиона бериллия), при увеличении радиуса катиона координационное число увеличивается до шести (например, UF6 с октаэдрическим окружением атомами фтора атома урана).

Фториды неметаллов

Фториды неметаллов — жидкости или газы. Получение фторидов может быть выполнено путём взаимодействия фтора с элементами, воздействием фтороводорода на металлы и рядом других способов.

Получение фторидов

  • Фториды большинства элементов можно получать взаимодействием простых веществ:
H 2 + F 2 → 2 H F {displaystyle {mathsf {H_{2}+F_{2} ightarrow 2HF}}} 2 F e + 3 F 2 → 2 F e F 3 {displaystyle {mathsf {2Fe+3F_{2} ightarrow 2FeF_{3}}}}
  • Ряд фторидов можно получать по реакциям обмена:
H F + K O H → K F + H 2 O {displaystyle {mathsf {HF+KOH ightarrow KF+H_{2}O}}}
  • Высшие фториды обычно получают из низших действием фтора:
C l F 3 + F 2 → C l F 5 {displaystyle {mathsf {ClF_{3}+F_{2} ightarrow ClF_{5}}}}

Применение, опасность применения

Фториды достаточно широко используются в промышленности:

  • Один из главных источников получения свободного фтора методом электролиза — фторид кальция (CaF2).
  • Некоторые фториды неметаллов применяются в качестве окислителя ракетного топлива (ClF3, ClF5).
  • Для изотопного разделения урана (UF6).
  • Для производства оптических стёкол (LiF, MgF2, CaF2 и др.).
  • Для фторирования органических и неорганических соединений (CoF3, AgF, ClF5)
  • Гексафторид серы применяют в качестве газообразного диэлектрика.
  • В стоматологии (например Фторирование воды).
  • Все растворимые в воде фториды токсичны (за исключением малорастворимых, например, фторида кальция).