stringtranslate.com

Фторид серебра(I)

Фторид серебра(I) — неорганическое соединение с формулой AgF. Это один из трех основных фторидов серебра , остальные — субфторид серебра и фторид серебра(II) . AgF имеет относительно немного нишевых применений; он использовался в качестве фторирующего и десилилирующего реагента в органическом синтезе , а также в водном растворе в качестве местного лечения кариеса в стоматологии .

Гидраты AgF бесцветны, тогда как чистые безводные образцы имеют желтый цвет. [5] : 150 

Подготовка

Фторид серебра(I) высокой чистоты может быть получен путем нагревания карбоната серебра до 310 °C (590 °F) в среде фтористого водорода в платиновой трубке: [6] : 9 

Лабораторные пути к соединению обычно избегают использования газообразного фтористого водорода. Один из методов — термическое разложение тетрафторбората серебра :

В альтернативном способе оксид серебра (I) растворяют в концентрированной водной плавиковой кислоте , а фторид серебра осаждают из полученного раствора ацетоном . [ 6] : 10 

Характеристики

Структура

Структура AgF была определена методом рентгеновской дифракции . [7] [8] : 3736  [9] При температуре и давлении окружающей среды фторид серебра(I) существует в виде полиморфа AgF-I, который принимает кубическую кристаллическую систему с пространственной группой Fm 3 m в нотации Германа-Могена . Структура каменной соли принята другими моногалогенидами серебра. Параметр решетки составляет 4,936(1) Å , что значительно ниже, чем у AgCl и AgBr. [10] : 562  Исследования нейтронной и рентгеновской дифракции далее показали, что при 2,70(2) ГПа происходит структурный переход во второй полиморф (AgF-II) со структурой хлорида цезия и параметром решетки 2,945 Å. [11] : 7945  [12] : 770  Связанное с этим уменьшение объема составляет приблизительно десять процентов. [11] : 7946  Третий полиморф, AgF-III, образуется при снижении давления до 2,59(2) ГПа и имеет обратную структуру арсенида никеля . Параметры решетки a = 3,244(2) Å и c = 6,24(1) Å; структура каменной соли восстанавливается только при снижении давления до 0,9(1) ГПа. Нестехиометрическое поведение демонстрируют все три полиморфа при экстремальных давлениях. [13] : 939  [11] : 7947 

Спектроскопия

Фторид серебра (I) проявляет необычные оптические свойства. Простая электронная зонная теория предсказывает, что фундаментальное экситонное поглощение для AgF будет лежать выше, чем для AgCl (5,10 эВ), и будет соответствовать переходу из анионной валентной зоны, как и для других галогенидов серебра. Экспериментально фундаментальный экситон для AgF лежит при 4,63 эВ. [14] : 2604  Это расхождение можно объяснить, постулируя переход из валентной зоны с преимущественно серебряным 4d-орбитальным характером. [10] : 563  Высокочастотный показатель преломления равен 1,73(2). [8] : 3737 

Светочувствительность

В отличие от других галогенидов серебра , безводный фторид серебра(I) не обладает заметной светочувствительностью , хотя дигидрат обладает. [15] : 286  [5] : 150  Учитывая это и растворимость материала в воде, неудивительно, что он нашел мало применения в фотографии, но, возможно, был одной из солей, используемых Леви Хиллом в его « гелиохромии » [16] , хотя патент США на экспериментальный метод на основе AgF был выдан в 1970 году. [17]

Растворимость

В отличие от других галогенидов серебра, AgF хорошо растворяется в воде (1800 г/л) и даже имеет некоторую растворимость в ацетонитриле . Он также уникален среди соединений серебра(I) и галогенидов серебра тем, что образует гидраты AgF·(H 2 O) 2 и AgF·(H 2 O) 4 при осаждении из водного раствора. [18] : 1185  [19] Подобно фторидам щелочных металлов , он растворяется во фтористом водороде, образуя проводящий раствор. [20]

Приложения

Органический синтез

Фторид серебра(I) находит применение в химии фторорганических соединений для присоединения фторида через множественные связи. Например, AgF присоединяется к перфторалкенам в ацетонитриле, давая производные перфторалкилсеребра(I). [21] : 7367  Его также можно использовать в качестве реагента десульфурации-фторирования на субстратах, полученных из тиомочевины . [19] : 562  Благодаря высокой растворимости в воде и органических растворителях он является удобным источником фторид -ионов и может использоваться для фторирования алкилгалогенидов в мягких условиях. [2] Примером служит следующая реакция: [22]

Другим методом органического синтеза с использованием фторида серебра (I) является катализируемое комплексом BINAP -AgF энантиоселективное протонирование эфиров силил енола : [23] : 1546 

Неорганический синтез

Реакция ацетилида серебра с концентрированным раствором фторида серебра(I) приводит к образованию люстрообразного кластера [Ag 10 ] 2+ с эндоэдральным ацетилендиидом. [24]

Фториды тетраалкиламмония можно легко получить в лаборатории путем реакции бромида тетраалкиламмония с водным раствором AgF. [25] : 430 

Другой

Можно покрыть поверхность кремния равномерным микрослоем серебра (толщиной от 0,1 до 1 мкм), пропуская над ней пары AgF при температуре 60–800 °C. [26] Соответствующая реакция выглядит следующим образом:

Многочисленные исследования показали, что фторид серебра (I) является эффективным противокариесным средством, хотя механизм является предметом текущих исследований. [27] Лечение обычно проводится «атравматическим» методом, при котором 40% по массе водный раствор фторида серебра (I) наносится на кариозные поражения, после чего дентин пломбируется стеклоиономерным цементом . [28] Хотя лечение, как правило, признано безопасным, токсичность фторида была значительной клинической проблемой в педиатрических применениях, особенно потому, что некоторые коммерческие препараты имели значительное загрязнение фторида серебра (II) в прошлом. [28] [29] [30] Из-за нестабильности концентрированных растворов AgF в настоящее время чаще используется фторид диамина серебра (Ag(NH 3 ) 2 F). [30] : 26  Приготовление осуществляется путем добавления аммиака к водному раствору фторида серебра или путем растворения фторида серебра в водном растворе аммиака. [31]

Ссылки

  1. ^ abcde Chemister Chemical Database, Кипер Руслан Анатольевич, 2002-15. URL: http://chemister.ru/Database/properties-en.php?dbid=1&id=1067
  2. ^ ab Busse, Juliette K.; Stoner, Eric J. (2001). "Фторид серебра (I)". Энциклопедия реагентов для органического синтеза E-EROS . doi :10.1002/047084289X.rs016. ISBN 0471936235.
  3. ^ "Фторид серебра". American Elements . Получено 2018-09-07 .
  4. ^ Sigma-Aldrich Co. , Фторид серебра (I). Получено 08.05.2014.
  5. ^ ab Palmer, William George (1954). Экспериментальная неорганическая химия . Архив CUP. ISBN 9780521059022.
  6. ^ ab Roesky, Herbert W. (2012). Эффективное приготовление соединений фтора . Сомерсет, Нью-Джерси: Wiley. ISBN 9781118409428.
  7. ^ Отт, Х. (1926). «XI. Die Strukturen von MnO, MnS, AgF, NiS, SnJ4, SrCl2, BaF2; Präzisionsmessungen einiger Alkalihalogenide». З. Кристаллогр . 63 (1–6): 222–230. дои :10.1524/zkri.1926.63.1.222. S2CID  102244646.
  8. ^ ab Bottger, GL; Geddes, AL (1972). «Колебания решетки, кристаллическая структура, диэлектрические свойства и упругие константы AgF». J. Chem. Phys . 56 (8): 3735–3739. Bibcode :1972JChPh..56.3735B. doi :10.1063/1.1677770.
  9. ^ Лозиншек, Матич; Белак Вивод, Матич; Драгомир, Мирела (2023). "Повторное исследование кристаллической структуры фторида серебра(I), AgF". IUCrData . 8 (Pt 1): x230018. doi :10.1107/S2414314623000184. PMC 9912324 . PMID  36794053. 
  10. ^ ab Birtcher, RC; Deutsch, PW; Wendelken, JF; Kunz, AB (1972). "Структура валентной зоны во фториде серебра". J. Phys. C: Solid State Phys . 5 (5): 562–6. Bibcode :1972JPhC....5..562B. doi :10.1088/0022-3719/5/5/008.
  11. ^ abc Hull, S.; Berastegui, P (1998). "Структурное поведение фторида серебра(I) при высоком давлении". J. Phys.: Condens. Matter . 10 (36): 7945–7955. Bibcode :1998JPCM...10.7945H. doi :10.1088/0953-8984/10/36/005. S2CID  250869196.
  12. ^ Halleck, PM; Jamieson, JC (1972). «B1 и B2 изменение фазы AgF при высоком давлении». J. Phys. Chem. Solids . 33 (4): 769–773. Bibcode :1972JPCS...33..769H. doi :10.1016/s0022-3697(72)80093-3.
  13. ^ Jamieson, JC; Halleck, PM; Roof, RB; Pistorius, CWFT (1975). «Дополнительный полиморфизм и нестехиометрия в AgF». Журнал физики и химии твердого тела . 36 (9): 939–944. Bibcode : 1975JPCS...36..939J. doi : 10.1016/0022-3697(75)90172-9.
  14. ^ Marchetti, AP; Bottger, GL (1971). "Оптический спектр поглощения AgF". Physical Review B. 3 ( 8): 2604–7. Bibcode : 1971PhRvB...3.2604M. doi : 10.1103/physrevb.3.2604.
  15. ^ Slayter, Elizabeth (1992). Световая и электронная микроскопия. Cambridge University Press. ISBN 9780521339483.
  16. ^ Хилл, Леви Л. (1856). Трактат о гелиохромии: или, Создание картин с помощью света в естественных цветах. Охватывающий полное, простое и безоговорочное описание процесса, известного как хиллотипия, включая недавно открытый автором коллодиохром, или естественные цвета на коллодионизированном стекле ... Getty Research Institute. Нью-Йорк: Robinson & Caswell. стр. 143.
  17. ^ Патент США 3537855, «Фоточувствительный элемент на основе фторида серебра», опубликован 3 ноября 1971 г. 
  18. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  19. ^ ab Tyrra, Wieland (2002). «Фторид серебра (I) и родственные соединения в химическом синтезе». Heteroatom Chemistry . 13 (6): 561–566. doi :10.1002/hc.10102.
  20. ^ Шварц, Мел (2002). Энциклопедия материалов, деталей и отделок (2-е изд.). CRC press. стр. 305. ISBN 1420017160.
  21. ^ Миллер, У. Т.; Бернард, Р. Дж. (1968). «Соединения перфторалкилсеребра» «Название». J. Am. Chem. Soc . 90 : 7367–7368. doi :10.1021/ja01028a047.
  22. ^ Мюллер, Пол; Этьен, Роберт; Пфайфер, Жан; Пиненда, Нельсон; Шипофф, Мишель (1978). «Аллильные реакции бензоциклопропенов. Различение галогенных заместителей в 1,1-дигалогенбензоциклопропенах». Helvetica Chimica Acta . 61 (7): 2482–8. doi :10.1002/hlca.19780610719.
  23. ^ Янагисава, Акира; Тоугэ, Таичиро; Такаёши, Араи (2005). «Энантиоселективное протонирование силиленолятов, катализируемое комплексом Binap⋅AgF». Angewandte Chemie International Edition . 44 (10): 1546–8. doi :10.1002/anie.200462325. PMID  15645475.
  24. ^ Го, Го-Цун; Чжоу, Гун-Ду; Ван, Ци-Гуан; Мак, Томас CW (1998). «Полностью инкапсулированный ацетилендиид в Ag 2 C 2 , 8AgF». Angewandte Chemie, международное издание . 37 (5): 630–2. doi :10.1002/(sici)1521-3773(19980316)37:5<630::aid-anie630>3.0.co;2-k. ПМИД  29711066.
  25. ^ Кларк, Джеймс Х. (1980). «Фторид-ион как основание в органическом синтезе». Chemical Reviews . 80 (5): 429–452. doi :10.1021/cr60327a004.
  26. ^ Voorhoeve, RJH; Merewether, JW (1972). «Селективное осаждение серебра на кремний реакцией с парами фторида серебра». J. Electrochem. Soc . 119 (3): 364–368. Bibcode : 1972JElS..119..364V. doi : 10.1149/1.2404203 .
  27. ^ Peng, J. JY.; Botelho, MG; Matinlinna, JP (2012). «Соединения серебра, используемые в стоматологии для лечения кариеса: обзор». Journal of Dentistry . 40 (7): 531–541. doi :10.1016/j.jdent.2012.03.009. PMID  22484380.
  28. ^ ab Gotjamanos, Theo; Afonso, Fernando (1997). «Неприемлемо высокие уровни фторида в коммерческих препаратах фторида серебра». Australian Dental Journal . 42 (1): 52–3. doi : 10.1111/j.1834-7819.1997.tb00097.x . PMID  9078648.
  29. ^ Gotjamanos, Theo; Orton, Vergil (1998). «Аномально высокие уровни фторида в коммерческих препаратах 40-процентного раствора фторида серебра: противопоказания для использования у детей». Australian Dental Journal . 43 (6): 422–7. doi :10.1111/j.1834-7819.1998.tb00203.x. PMID  9973713.
  30. ^ ab Shah, Shalin; Bhaskar, Visjay; Venkatraghavan, Karthik; Choudhary, Prashant; Trivedi, Krishna; M., Ganesh (2014). «Silver diamine fluoride: A Review and Current Applications». Journal of Advanced Oral Research . 5 (1): 25–35. doi : 10.1177/2229411220140106 . S2CID  56987580.
  31. ^ Патент США 3567823, Йокомизо Ичиро и Ямага Рейичи, «Раствор аммиачно-фтористого серебра и способ его использования», опубликовано 12 февраля 1971 г.