Фторид лития
Фтори́д ли́тия, фто́ристый ли́тий — бинарное химическое соединение лития и фтора с формулой LiF, литиевая соль плавиковой кислоты. При нормальных условиях — белый порошок или прозрачный бесцветный кристалл, негигроскопичный, почти не растворим в воде. Растворяется в азотной и плавиковой кислотах.
| Фторид лития | |
|---|---|
 | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Фторид лития |
| Традиционные названия | Фтористый литий |
| Хим. формула | LiF |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 25,94 г/моль |
| Плотность | 2,640[1] |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | 848,2[1] |
| • кипения | 1673[1] °C |
| Уд. теплоёмк. | 1562 Дж/(кг·К) |
| Теплопроводность | 4,01 Вт/(м·K) |
| Энтальпия | |
| • образования | −616,0[1] кДж/моль |
| Удельная теплота испарения | 5,67⋅106 Дж/кг |
| Удельная теплота плавления | 1,044⋅106 Дж/кг |
| Коэфф. тепл. расширения | 37×10−6 |
| Химические свойства | |
| Растворимость | |
| • в воде | 0,13425[1] |
| Оптические свойства | |
| Диапазон прозрачности | 120—6000 нм |
| Показатель преломления |
1,77 (112,7 нм), 1,3978 (420 нм), 1,3915 (620 нм) 1,2912 (6200 нм)[1] |
| Структура | |
| Дипольный момент | 6,3274(2)[1] |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 7789-24-4 |
| PubChem | 224478 |
| Рег. номер EINECS | 232-152-0 |
| SMILES | |
| InChI | |
| RTECS | OJ6125000 |
| ChemSpider | 23007 |
| Безопасность | |
| Пиктограммы ECB |
 |
| NFPA 704 | |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Нахождение в природе и синтез
править- Используя плохую растворимость фторида лития, его легко получить обменными реакциями:
- Его также можно получить взаимодействием гидроксида лития и плавиковой кислоты:
Фторид лития встречается в природе в виде крайне редкого минерала грайсита[2].
Физические свойства
правитьФторид лития при нормальных условиях представляет собой белый порошок или прозрачные бесцветные кристаллы кубической сингонии, пространственная группа F m3m, параметры ячейки a = 0,40279 нм, Z = 4.
Плохо растворяется в воде (0,120 г/100 мл при 0 °C[1]), при повышении температуры растворимость несколько повышается (0,134 г/100 мл при 25 °C[1]; 0,1357 г/100 мл при 35 °C). Произведение растворимости Ksp = 1,84⋅10−3 (при 25 °С)[1].
Плавится при 848,2 °C[1]; плотность расплава 1,81 г/см3[1], коэффициент объёмного расширения жидкого LiF составляет 4,90⋅10−4 К−1·г/см3[1].
Теплопроводность при стандартных условиях 4,01 Вт/(м·K), при гелиевой температуре (4,2 К) 620 Вт/(м·K), при 20 К 1800 Вт/(м·K), при повышении температуры до азотной (77 К) теплопроводность снижается до 150 Вт/(м·K)[1].
Фторид лития диамагнитен, его молярная магнитная восприимчивость равна −10,1⋅10−6 см3/моль[1]. Относительная диэлектрическая проницаемость составляет 9,00 (при комнатной температуре, в диапазоне 102—107 Гц)[1].
Межъядерное расстояние в молекуле LiF составляет 1,5639 нм (в газовой фазе)[1], коэффициент упругости связи 2,50 Н/см[1]. Электрическая поляризуемость молекулы равна 10,8⋅10−24 см3[1].
Химические свойства
править- Растворяется в концентрированных растворах фтористоводородной кислоты:
- Растворяется в концентрированных сильных кислотах:
- Реагирует с оксидами и гидроксидами щелочноземельных металлов:
Применение
правитьФторид лития обладает очень высокой прозрачностью от ультрафиолетовой до инфракрасной области спектра (0,12…6 мкм)[3], поэтому он используется в ультрафиолетовой (в том числе в области вакуумного ультрафиолета, где его прозрачность превосходит все прочие оптические материалы) и инфракрасной оптике. Кроме того, он используется для измерения доз облучения методом термолюминесцентной дозиметрии. Монокристаллы фторида лития используются для рентгеновских монохроматоров и для изготовления высокоэффективных (КПД 80 %) лазеров на центрах свободной окраски. Лазер F−
2:LiF даёт инфракрасное излучение с длиной волны 1120 нм.
Проявляет слабые сцинтилляционные свойства. Диэлектрик; характеризуется высоким удельным электрическим сопротивлением вследствие большой ширины запрещённой зоны.
Высокая теплота плавления (1044 кДж/кг) позволяет использовать фторид лития как материал для хранения тепловой энергии[4]. При плавлении увеличивает свой объём на 22 %. Жидкий фторид лития вызывает быструю коррозию металлов.
Фторид лития-7 применяют для растворения соединений урана и тория в ядерных жидкосолевых реакторах.
Биологическая роль
править- Фторид лития токсичен. Среднесуточная ПДК в воздухе 1 мг/м³. Пероральная летальная доза для морских свинок 200 мг/кг, для крыс 143 мг/кг[5].
Литература
править- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
- Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
- Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
Примечания
править- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
- ↑ Mindat http://www.mindat.org/min-1749.html Архивная копия от 7 марта 2014 на Wayback Machine
- ↑ Crystran Ltd., a manufacturer of infrared and ultraviolet optics. Дата обращения: 13 августа 2011. Архивировано 11 марта 2012 года.
- ↑ Lindner, F.; Stähle, H.-J. (1990): Ceramic Canisters for Lithium Fluoride Thermal Storage Integrated with Solar Dynamic Space Power Systems. In: Proc. 41st Congress of the IAF (1990)., 41st Congress of the IAF, 6-12 October 1990, Dresden. [1] Архивная копия от 1 сентября 2011 на Wayback Machine
- ↑ A TOXNET DATABASE. Дата обращения: 26 апреля 2017. Архивировано 12 августа 2014 года.