Фтори́д хло́ра(I) (монофтори́д хло́ра, однофто́ристый хлор, хим. формулаClF) — неорганическое бинарное соединение хлора с фтором.

Фторид хлора​(I)​
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование
Фторид хлора​(I)​
Хим. формула ClF
Физические свойства
Состояние бледно-жёлтый газ
Молярная масса 54,45 г/моль
Плотность (жидкость, −100 °C) 1,62 г/см³
Энергия ионизации 12,65 эВ[1]
Термические свойства
Температура
 • плавления −155,6 °C
 • кипения −100,1 °C
Структура
Дипольный момент 3,0E−30 Кл·м[1]
Классификация
Рег. номер CAS 7790-89-8
PubChem
Рег. номер EINECS 232-229-9
SMILES
 
InChI
ChEBI 30121
ChemSpider
Безопасность
Токсичность ядовит, сильный окислитель
Пиктограммы ECB Пиктограмма «T: Токсично» системы ECBПиктограмма «O: Окислитель» системы ECB
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Простое вещество фторид хлора(I) — бесцветный ядовитый тяжёлый газ с сильным раздражающим запахом. Конденсируется при охлаждении до −100 °C в жидкость бледно-жёлтого цвета. Многие свойства сходны со свойствами фтора и хлора.

Физико-химические свойства

править
Свойство Значение
Диэлектрическая проницаемость 0,881
Стандартная энтальпия образования (298 К, в газовой фазе) −56,5 кДж/моль
Энтропия образования (298 К, в газовой фазе) 217,91 Дж/(моль·К)
Энтальпия парообразования 20,16 кДж/моль
Теплоёмкость (298К, в газовой фазе) 32,22 Дж/(моль·К)

В ИК-спектрах наблюдается полоса поглощения 747 см−1 (для твёрдого вещества).

Методы получения

править
  • Одним из методов получения фторида хлора является метод, предложенный Доманжем и Хейдорфером[2]. В этом методе через аппарат, состоящий из медных трубок, пропускают смесь хлора и фтора в соотношении 1:1 при 220—230 °C:
Cl2 + F2 → 2ClF
  • ClF также получают из трифторида хлора и хлора. Так как в настоящее время трифторид хлора производится в промышленном масштабе, то этот метод получил большое распространение:
ClF3 + Cl2 → 3 ClF

Химические свойства

править

Химически очень активное вещество; по своей активности в некоторых реакциях превосходит фтор. Хороший фторирующий агент. За счёт того, что атом хлора находится в степени окисления +1, проявляет сильные окислительные свойства.

4ClF + 2H2O → 2Cl2 + O2 + 4HF
ClF + H2 → HCl + HF
  • Реагирует с хлоридами металлов с образованием фторидов и хлора:
NaCl + ClF → NaF + Cl2
  • При взаимодействии с простыми веществами образуются фториды:
Br2 + 6ClF → 2BrF3 + 3Cl2
Si + 4ClF → SiF4 + 2Cl2
W + 6ClF → WF6 + 3Cl2
CO + ClF → COClF
  • С фторидами Cs, Rb и K под высоким давлением образуются бесцветные устойчивые до 200 °C соли:
CsF + ClF → CsClF2
  • Необычное полимерное соединение фиолетового цвета состава (F3ClO2)n было получено при взаимодействии ClF и O2F2:
nClF + nO2F2 → (F3ClO2)n

Применение

править
  • Применяется как фторирующий агент в органическом синтезе[3], а также как хлорирующий агент[4][5].
  • Также достаточно перспективно использование монофторида хлора для очистки фторидов урана[6]:
4ClF + UO2F2 → O2 + 2Cl2 + UF6

Токсичность

править

Фторид хлора(I) весьма ядовит, обладает удушающим действием (СДЯВ). Как и все интергалогены, является сильным окислителем. ПДК в рабочей зоне — 0,5 мг/м³.

Литература

править
  • Николаев Н. С., Сухоруков В. Ф., Шишков Ю. Д., Аленчикова И. Ф. Химия галоидных соединений фтора. — М.: Наука, 1968, с. 344.

Примечания

править
  1. 1 2 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbookCRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
  2. L. Domange, S. Heudorffer Compt. rend. 1948, V. 226., P. 920.
  3. Богуславская Л. С. Фториды галогенов в органическом синтезе // Успехи химии. — 1984. — Т. 53, вып. 12. — С. 2024—2055.
  4. Shellhamer D. F., Titterington P. K. Heasley V. L. Symmetry of chloronium ions from ionic reaction of chlorine, chlorine monofluoride gas, and chlorine monofluoride complex with terminal alkenes (англ.) // Journal of Fluorine Chemistry. — 2003. — Vol. 124, iss. 1. — P. 17—20. — doi:10.1016/S0022-1139(03)00169-6. Архивировано 30 ноября 2020 года.
  5. Gambaretto G. P., Napoli M. The reactions of chlorine monofluoride with unsaturated compounds and the dehydrohalogenation of some of the derivatives (англ.) // Journal of Fluorine Chemistry. — 1976. — Vol. 7, iss. 6. — P. 569—580. — doi:10.1016/S0022-1139(00)82473-2.
  6. Shrewsberry R. C., Williamson E. L. Chemistry of the chlorine trifluoride-uranyl fluoride reaction (англ.) // Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. — 1966. — Vol. 28, iss. 11. — P. 2535—2539. — doi:10.1016/0022-1902(66)80377-9.

См. также

править