stringtranslate.com

Beryllium fluoride

Бериллий фторид — неорганическое соединение формулы Be F 2 . Это белое твердое вещество является основным предшественником металлического бериллия . Его структура напоминает кварц, но BeF 2 хорошо растворим в воде.

Характеристики

Фторид бериллия обладает отличительными оптическими свойствами. В форме фторбериллатного стекла оно имеет самый низкий показатель преломления для твердого тела при комнатной температуре - 1,275. Его дисперсионная способность является самой низкой для твердого тела - 0,0093, а коэффициент нелинейности также является самым низким - 2 × 10 -14 .

Структура и связь

Структура газообразного BeF 2 .

Структура твердого BeF 2 напоминает структуру кристобалита . Центры Be 2+ являются четырехкоординатными и тетраэдрическими, а фторидные центры - двухкоординатными. [7] Длина связи Be-F составляет около 1,54 Å. [8] Аналогично SiO 2 , BeF 2 также может иметь ряд родственных структур. Аналогия существует также между BeF 2 и AlF 3 : оба принимают протяженные структуры при мягкой температуре.

Газ и жидкость BeF 2

Газообразный фторид бериллия имеет линейную структуру с расстоянием Be-F 143 пм . [9] BeF 2 достигает давления пара 10 Па при 686 °C, 100 Па при 767 °C, 1 кПа при 869 °C, 10 кПа при 999 °C и 100 кПа при 1172 °C. [10] Молекулярный BeF 2 в газообразном состоянии изоэлектронен диоксиду углерода .

«Молекулы» жидкого фторида бериллия имеют колеблющуюся тетраэдрическую структуру. Кроме того, плотность жидкого BeF 2 снижается вблизи точки его замерзания, поскольку ионы Be 2+ и F − начинают сильнее координировать друг друга, что приводит к расширению пустот между формульными единицами . [11]

Производство

При переработке бериллиевых руд образуется примесный Be(OH) 2 . Этот материал реагирует с бифторидом аммония с образованием тетрафторбериллата аммония:

Be(OH) 2 + 2 (NH 4 )HF 2 → (NH 4 ) 2 BeF 4 + 2 H 2 O

Тетрафторбериллат является сильным ионом, что позволяет его очищать путем осаждения различных примесей в виде их гидроксидов. Нагревание очищенного (NH 4 ) 2 BeF 4 дает целевой продукт:

(NH 4 ) 2 BeF 4 → 2 NH 3 + 2 HF + BeF 2

В целом реакционная способность ионов BeF 2 с фторидом вполне аналогична реакциям SiO 2 с оксидами. [12]

Приложения

Восстановление BeF 2 при 1300 °C магнием в графитовом тигле обеспечивает наиболее практичный путь получения металлического бериллия: [9]

BeF 2 + Mg → Be + MgF 2

Хлорид не является полезным предшественником из-за его летучести. [ нужна цитата ]

Нишевое использование

Фторид бериллия используется в биохимии, особенно в кристаллографии белков, как имитатор фосфата. Таким образом, АДФ и фторид бериллия вместе имеют тенденцию связываться с сайтами АТФ и ингибировать действие белков, что позволяет кристаллизовать белки в связанном состоянии. [13] [14]

Фторид бериллия образует основной компонент предпочтительной смеси фторидных солей, используемой в жидкофторидных ядерных реакторах . Обычно фторид бериллия смешивают с фторидом лития с образованием основного растворителя ( FLiBe ), в который вводят фториды урана и тория. Фторид бериллия исключительно химически стабилен, а смеси LiF/BeF 2 ( FLiBe ) имеют низкие температуры плавления (360–459 °C) и лучшие нейтронно-физические свойства из комбинаций фторидных солей, пригодных для использования в реакторах. MSRE использовала две разные смеси в двух контурах охлаждения.

Безопасность

Соединения бериллия очень токсичны. Повышенная токсичность бериллия в присутствии фторида была отмечена еще в 1949 году. [15] ЛД 50 у мышей составляет около 100 мг/кг при приеме внутрь и 1,8 мг/кг при внутривенном введении.

Рекомендации

  1. ^ «Фторид бериллия». Американские элементы . Проверено 10 июля 2023 г.
  2. ^ Лиде, Дэвид Р., изд. (2006). Справочник CRC по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
  3. ^ Райт, Альберт Ф.; Фитч, Эндрю Н.; Райт, Адриан К. (1988). «Получение и строение α- и β-кварцевых полиморфов фторида бериллия». Журнал химии твердого тела . 73 (2): 298. Бибкод : 1988JSSCh..73..298W. дои : 10.1016/0022-4596(88)90113-2.
  4. ^ abc Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0054». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  5. ^ «Соединения бериллия (как Be)» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  6. ^ «Дифторид бериллия». ПабХим . Национальный институт здоровья . Проверено 13 октября 2017 г.
  7. ^ Уэллс А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, 5-е издание, ISBN Oxford Science Publications 0-19-855370-6 
  8. ^ Паллави Галсаси, Прасанна С. Галсаси, «Монокристаллическая рентгеновская структура BeF2: α-кварц» Inorg. Хим., 2011, 50 (1), стр. 86–89. дои : 10.1021/ic101248g
  9. ^ аб Холлеман, AF; Виберг, Э. «Неорганическая химия» Academic Press: Сан-Диего, 2001. ISBN 0-12-352651-5 . 
  10. ^ Давление пара, Physics.nyu.edu, с. 6-63, из Охе С. (1976) Сборник данных по давлению паров с помощью компьютера , Data Book Publishing Co., Токио.
  11. ^ Агарвал, М.; Чакраварти С (2007). «Водоподобные структурные аномалии и аномалии избыточной энтропии в жидком фториде бериллия». Дж. Физ. хим. Б. _ 111 (46): 13294–300. дои : 10.1021/jp0753272. ПМИД  17963376.
  12. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  13. ^ Рэйко Кагава; Мартин Дж. Монтгомери; Керстин Брейг; Эндрю Г.В. Лесли; Джон Э. Уокер (2004). «Структура бычьей F1-АТФазы, ингибируемой АДФ и фторидом бериллия». Журнал ЭМБО . 23 (5): 2734–2744. doi : 10.1038/sj.emboj.7600293. ПМК 514953 . ПМИД  15229653. 
  14. ^ Бигей Дж.; Детерре П.; Пфистер К.; Чабре М. (1987). «Фторидные комплексы алюминия или бериллия действуют на G-белки как обратимо связанные аналоги гамма-фосфата ГТФ». Журнал ЭМБО . 6 (10): 2907–2913. doi :10.1002/j.1460-2075.1987.tb02594.x. ПМК 553725 . ПМИД  2826123. 
  15. ^ Фторид в питьевой воде: научный обзор стандартов Агентства по охране окружающей среды. Пресса национальных академий. 2006. стр. 51–52. дои : 10.17226/11571. ISBN 978-0-309-10128-8.

Внешние ссылки