高氯酸氟

化合物

高氯酸氟是很少見的含有元素的氟化合物,分子式為FOClO3或FClO4。它是極不穩定容易爆炸的氣體,[3]具有刺激性氣味。[4]

高氯酸氟
高氯酸氟的結構式
高氯酸氟的球棒模型
別名 Fluorine perchlorate
識別
CAS號 10049-03-3  checkY
PubChem 13022374
ChemSpider 10326178
SMILES
 
  • FOCl(=O)(=O)=O
InChI
 
  • 1/ClFO4/c2-6-1(3,4)5
InChIKey DRFVFUCINMEBEQ-UHFFFAOYAO
性質
化學式 ClFO4
摩爾質量 118.45 g·mol−1
外觀 無色氣體[1]
熔點 -167.3 °C[1]
沸點 -15.9 °C[1]
熱力學
ΔfHm298K 9 kcal/mol[2]
危險性
主要危害 易爆氣體
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

製備

可由高氯酸反應[5]ClF5與水作用製得。[來源請求]

 
 

它也可由高氯酸四氟銨鹽(NF
4
ClO
4
)熱分解製得,反應產生較純的FClO
4
,可進一步處理和冷凍而不發生爆炸。[6]

 

結構

高氯酸氟與高氯酸鹽不太類似,因為氟並不是以陽離子形式存在的。其中包含了很少見的氧化態為0的氧原子,因為氧的電負性高於但低於

安全

FClO4能發生許多危險且不可預知的反應, 是一種共價高氯酸鹽(氯的氧化態為+7),並有一個十分敏感的O-F單鍵。少量的還原劑例如有機物就能使其爆炸。這些反應可以產生鹵氧化物、鹵素互化物以及其他有害物質。

如果反應物不慎混合,發生意外是很有可能的。像共價氟化物高氯酸鹽一樣,處理它需要特別小心。

高氯酸氟會刺激呼吸系統,造成長時間的呼吸困難。[1]

性質

高氯酸氟具有強氧化性,例如與離子反應:

FOClO3 + 2I- → ClO4- + F- + I2

高氯酸氟也能與全氟代烯烴發生加成反應(需在-45℃進行):

CF2=CF2 + FOClO3 → CF3CF2OClO3[7]

對於不對稱烯烴,產物是混合物(因為O-F鍵的極性很小),主要是不符合馬氏規則的,過去稱為「親電氟化英語Electrophilic fluorination」,即其中原子顯微弱的正電性,現在認為可能是因為這是一個自由基加成反應[8]

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 hrsg. von Georg Brauer. Unter Mitarb. von M. Baudler. Handbuch der präparativen anorganischen Chemie / 1.. Stuttgart: Enke. 1975: 180. ISBN 3-432-02328-6. OCLC 310719485 (德語). 
  2. ^ Breazeale, J. D.; MacLaren, R. O.. Thermochemistry of oxygen-fluorine bonding, United Technology Center, Sunnyvale, CA, 1963. Accession Number: AD0402889. Retrieved online from [1] on 2009-05-21.
  3. ^ Patnaik, Pradyot. A comprehensive guide to the hazardous properties of chemical substances. Hoboken, NJ: John Wiley. 2007. ISBN 978-0-470-13494-8. OCLC 264703223. 
  4. ^ Lewis, Robert A. Lewisʼ dictionary of toxicology. Boca Raton, Fla.: Lewis Publishers. 1996: 508. ISBN 1-56670-223-2. OCLC 35269968. 
  5. ^ Rohrback, Gilson H.; Cady, George H. The Preparation of Fluorine Perchlorate from Fluorine and Perchloric Acid. Journal of the American Chemical Society (American Chemical Society (ACS)). 1947, 69 (3): 677–678. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja01195a063. 
  6. ^ Schack, C. J.; Christe, K. O. Reactions of fluorine perchlorate with fluorocarbons and the polarity of the oxygen-fluorine bond in covalent hypofluorites. Inorganic Chemistry. 1979, 18 (9): 2619–2620. doi:10.1021/ic50199a056. 
  7. ^ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4. 
  8. ^ Schack, Carl J.; Christe, Karl O. Reactions of fluorine perchlorate with fluorocarbons and the polarity of the oxygen-fluorine bond in covalent hypofluorites. Inorganic Chemistry. 1979, 18 (9): 2619. doi:10.1021/ic50199a056.