Фторид хлора(I)

Фторид хлора(I)
Фторид хлора(I)
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
Термические свойства
	Температура
• плавления	−155,6 °C
• кипения	−100,1 °C
Структура
Дипольный момент	3,0E−30 Кл·м
Классификация
Рег. номер CAS	7790-89-8
PubChem	123266
Рег. номер EINECS	232-229-9
SMILES	FCl
InChI	InChI=1S/ClF/c1-2 OMRRUNXAWXNVFW-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	30121
ChemSpider	109879
Безопасность
Токсичность	ядовит, сильный окислитель
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 4 4 OX
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
	Медиафайлы на Викискладе

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

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

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

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

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.

Реагирует с водой с образованием свободных кислорода и хлора:

4ClF + 2H₂O → 2Cl₂ + O₂ + 4HF

При нагревании очень активно реагирует с водородом. При этом образуются фтороводород и хлороводород:

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

С монооксидом углерода проходит реакция хлорфторирования:

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

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

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

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

Примечания

↑ ¹ ² David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
↑ L. Domange, S. Heudorffer Compt. rend. 1948, V. 226., P. 920.
↑ Богуславская Л. С. Фториды галогенов в органическом синтезе (рус.) // Успехи химии. — 1984. — Т. 53, вып. 12. — С. 2024—2055.
↑ 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.
↑ 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.
↑ 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

[_baaf115870f6371b-1] ¹ ² David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC 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 (рус.) // 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]