Фторид брома(I)

Фтори́д бро́ма(I) (монофторид брома, фтористый бром), BrF — соединение брома с фтором, представляющее собой при комнатной температуре легкокипящую жидкость золотисто-красного цвета, с сильным раздражающим запахом. В больших дозах ядовит.

Фторид брома​(I)​
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование
фторид брома​(I)​
Традиционные названия монофторид брома, фтористый бром
Хим. формула BrF
Рац. формула BrF
Физические свойства
Молярная масса 98,90 г/моль
Плотность 4,403 г/л
Термические свойства
Температура
 • плавления −33 °C
 • кипения +20 °C
Мол. теплоёмк. 33 Дж/(моль·К)
Энтальпия
 • образования −42,4 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
 • в воде реаг.
Структура
Дипольный момент 1,29 Д
Классификация
Рег. номер CAS 13863-59-7
PubChem
SMILES
InChI
ChemSpider
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

История открытияПравить

В 1931 году немецкие учёные Руфф и Менцель изучали продукты взаимодействия пентафторида брома с бромом. В результате исследования в смеси было обнаружено соединение, которое более активно действовало на кварц и давление пара которого было выше значения, соответствующего предполагаемым соединениям (Br2, BrF3, BrF5). Поэтому учёные предположили наличие в смеси еще одного компонента — монофторида брома. В 1933 году Руфф и Брайд не смогли выделить в чистом виде искомое соединение, однако они доказали, что в этой молекуле на 1 атом брома приходится 1 атом фтора.

Физические свойстваПравить

Дипольный момент — 1,29 Дб.

Сродство к электрону оценивается в 2,64 эВ[1].

Термодинамические свойстваПравить

Свойство Значение
Стандартная энтальпия образования (газ, 298 К) −42,4 кДж/моль
Энтропия образования (газ, 298 К) 228,9 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость (в газовой фазе) 33 Дж/(моль·К)[2]

В ИК-спектре наблюдаются 2 полосы: слабая при 1326 см−1 и средней интенсивности при 669 см−1[3].

Химические свойстваПравить

Нестабильное соединение, достаточно быстро диспропорционирует на бром и пентафторид брома:

 

Реагирует с разбавленной горячей щёлочью:

 

Реагирует с холодной разбавленной щёлочью:

 

Химически очень активное соединение. Вступает в реакцию даже с золотом и кварцем.

Для стабилизации и хранения переводят в более устойчивое двойное соединение с пиридином.

Произведён расчёт геометрии молекулы гидрофторида монофторида брома (BrF·HF или HBrF2) и показано, что такое соединение в случае его успешного синтеза будет иметь необычное строение вида Br-F-H-F[4].

ПолучениеПравить

Как и большинство интергалогенидов, монофторид брома можно получить напрямую из простых веществ, взятых в эквимольном соотношении:

 

Однако наряду с монофторидом образуются также трифторид и пентафторид брома. Для выделения чистого монофторида брома используются ловушки, охлаждённые до −20 °C, −50 °C и −120 °C для отделения BrF3, BrF5 и BrF соответственно. Прибор для синтеза должен быть сделан из меди, так как с многими другими материалами реагенты вступают во взаимодействие, а некоторые, например платина, катализируют реакцию разложения монофторида брома. Выход монофторида брома составляет около 40 % от теоретического.

С помощью инфракрасной спектроскопии было показано, что образование монофторида брома возможно из трифторида брома за счёт диспропорционирования[3]:

 

ПрименениеПравить

  • Так как монофторид брома не удаётся выделить в чистом виде за счёт частичного разложения, вместо него во многих случаях используется смесь брома и трифторида брома для генерации монофторида in situ.
  • Возможно применение в качестве фторирующего агента, однако для таких целей гораздо больше пригодны другие соединения.
  • Для фторбромирования замещённых алканов:
 
  • Интересной является перспектива применения BrF в качестве компонента для получения лазерного излучения[5].

См. такжеПравить

ЛитератураПравить

  • Николаев Н. С., Суховерхов В. Ф., Шишков Ю. Д., Аленчикова И. Ф. Химия галоидных соединений фтора. М.: Наука, 1968.
  • Фиалков Я. А. Межгалоидные соединения. К.: Изд-во АН УССР, 1958.

СсылкиПравить

ПримечанияПравить

  1. Chaeho P., Yaoming X., Timothy J. Electron Affinities of the Bromine Fluorides, BrFn (n = 1−7) (англ.) // J. Am. Chem. Soc. — 1998. — Vol. 120, iss. 43. — P. 11115—11121. — doi:10.1021/ja981131r.
  2. Рабинович В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. Л.: Химия, 1977.
  3. 1 2 Lawrence Stein. Infrared Studies of the Bromine Fluorides (англ.) // J. Am. Chem. Soc. — 1959. — Vol. 81, iss. 6. — P. 1273—1276. — doi:10.1021/ja01515a002.
  4. Qianshu L., Liangfa G. Hypervalency Avoided: Simple Substituted BrF3 and BrF5 Molecules. Structures, Thermochemistry, and Electron Affinities of the Bromine Hydrogen Fluorides HBrF2 and HBrF4. (англ.) // J. Am. Chem. Soc. — 2004. — Vol. 126, iss. 45. — P. 14950—14959. — doi:10.1021/ja040110w.
  5. Energy Transfer in Singlet Oxygen and Bromine Monofluoride Архивная копия от 17 июля 2011 на Wayback Machine (англ.)