Beryli fluoride

Beryli fluoride là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học BeF₂. Chất rắn màu trắng này là tiền thân chính để sản xuất kim loại beryli. Cấu trúc của nó tương tự như thạch anh, nhưng BeF₂ hòa tan cao trong nước.

Beryli fluoride
Danh pháp IUPAC	Beryli fluoride
Tên khác	Beryli đifluoride Đifluoroberylilan
Nhận dạng
Số CAS	7787-49-7
PubChem	24589
Số EINECS	232-118-5
ChEBI	49499
Số RTECS	DS2800000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ [Be+2].[F-].[F-]
InChI	đầy đủ 1/Be.2FH/h;2*1H/q+2;;/p-2
ChemSpider	22992
Thuộc tính
Công thức phân tử	BeF2
Khối lượng mol	47,0088 g/mol
Bề ngoài	chất rắn màu trắng hoặc không màu hút ẩm
Khối lượng riêng	1,986 g/cm³
Điểm nóng chảy	554 °C (827 K; 1.029 °F)
Điểm sôi	1.169 °C (1.442 K; 2.136 °F)[1]
Độ hòa tan trong nước	rất dễ tan
Độ hòa tan	tan ít trong alcohol
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Ba phương, α-quartz
Nhóm không gian	P3121 (No. 152), Ký hiệu Pearson hP9[2]
Hằng số mạng	a = 473,29 pm, c = 517,88 pm
Hình dạng phân tử	Linear
Nhiệt hóa học
Enthalpy hình thành ΔfHo298	-1028,2 kJ/g hoặc -1010 kJ/mol
Entropy mol tiêu chuẩn So298	45 J/mol K
Nhiệt dung	1,102 J/K hoặc 59 J/mol K
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	độ độc cao
NFPA 704	0 3 0
Điểm bắt lửa	Không bắt lửa
PEL	TWA 0,002 mg/m³ C 0,005 mg/m³ (30 phút), liều cao nhất tại 0,025 mg/m³ (tính theo Be)[3]
LD50	90 mg/kg (đường miệng, chuột) 100 mg/kg (đường miệng, chuột)[4]
REL	Ca C 0,0005 mg/m³ (tính theo Be)[3]
IDLH	Ca [4 mg/m³ (tính theo Be)][3]
Ký hiệu GHS
Báo hiệu GHS	DANGER
Chỉ dẫn nguy hiểm GHS	H301, H305, H311, H314, H315, H319, H330, H335, H372, H411
Chỉ dẫn phòng ngừa GHS	P201, P202, P260, P264, P270, P271, P273, P280, P281, P284, P301+P310, P301+P330+P331, P302+P352, P303+P361+P353, P304+P340, P305+P351+P338, P308+P313, P310, P312, P314, P320, P321, P322, P330, P361, P363, P391, P403+P233, P405, P501
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Beryli chloride Beryli bromide Beryli iodideide
Cation khác	Magie fluoride Calci fluoride Stronti fluoride Bari fluoride Rađi fluoride
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Y kiểm chứng (cái gì YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Mô hình 2D của BeF₂

Tính chất

Beryli fluoride có tính chất quang học độc đáo. Ở dạng thủy tinh fluor, nó có chiết suất thấp nhất đối với chất rắn ở nhiệt độ phòng là 1,275. Công suất phân tán của nó là thấp nhất đối với vật rắn ở mức 0,0093 và hệ số phi tuyến tính cũng thấp nhất ở mức 2×10⁻¹⁴.

Cấu trúc và liên kết

Cấu trúc của BeF₂ rắn tương tự như cristobalite. Các trung tâm Be²⁺ là bốn tọa độ và tứ diện và các trung tâm fluoride là hai tọa độ. Độ dài liên kết Be-F khoảng 1,54. Tương tự SiO₂, BeF₂ cũng có thể áp dụng một số cấu trúc liên quan. Một sự tương tự cũng tồn tại giữa BeF₂ và AlF₃: cả hai đều áp dụng các cấu trúc mở rộng ở nhiệt độ nhẹ.

BeF₂ dạng khí và lỏng

Beryli fluoride dạng khí thông qua cấu trúc tuyến tính, với khoảng cách Be–F là 143 pm. BeF₂ đạt áp suất hơi 10 Pa ở 686 ℃, 100 Pa ở 767 ℃, 1 kPa ở 869 ℃, 10 kPa ở 999 °C và 100 kPa ở 1172 ℃.

Phân tử của beryli fluoride lỏng có cấu trúc tứ diện dao động. Ngoài ra, mật độ của chất lỏng BeF₂ giảm xuống gần điểm đóng băng của nó, vì các ion Be²⁺ và F⁻ bắt đầu phối hợp mạnh hơn với nhau, dẫn đến sự giãn nở của các khoảng trống giữa các đơn vị công thức.

Sản xuất

Việc xử lý quặng beryli tạo ra tạp chất Be(OH)₂. Vật liệu này phản ứng với amoni bifluoride để tạo ra amoni tetrafluoroberylilat:

Be(OH)₂ + 2NH₄HF₂ → (NH₄)₂BeF₄ + 2H₂O

Tetrafluoroberylilat là một ion mạnh, cho phép tinh chế nó bằng cách kết tủa các tạp chất khác nhau như hydroxide của chúng. Gia nhiệt tinh khiết (NH₄)₂BeF₄ cho sản phẩm mong muốn:

(NH₄)₂BeF₄ → 2NH₃ + 2HF + BeF₂

Nhìn chung khả năng phản ứng của các ion BeF₂ với fluoride khá giống với phản ứng của SiO₂ với các oxide.

Ứng dụng

Mô hình tinh thể

Khử BeF₂ ở 1300 ℃ bằng magie trong nồi nấu bằng than chì cho phép tạo ra beryli kim loại:

BeF₂ + Mg → Be + MgF₂

Chloride không phải là tiền chất hữu ích vì tính dễ bay hơi của nó.

Sử dụng thích hợp

Beryli fluoride được sử dụng trong hóa sinh, đặc biệt là tinh thể protein như là một mô phỏng của phosphat. Do đó, ADP và beryli fluoride cùng nhau có xu hướng liên kết với các vị trí ATP và ức chế hoạt động của protein, khiến nó có thể kết tinh protein ở trạng thái gắn kết. beryli fluoride tạo thành một thành phần cơ bản của hỗn hợp muối fluoride ưa thích được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân lỏng-fluoride. Thông thường beryli fluoride được trộn với lithi fluoride để tạo thành dung môi cơ bản (FLiBe), trong đó fluoride của uranium và thorium được đưa vào. beryli fluoride đặc biệt ổn định về mặt hóa học và hỗn hợp LiF / BeF₂ (FLiBe) có điểm nóng chảy thấp (360 ℃ - 459 ℃) và các đặc tính trung tính tốt nhất của sự kết hợp muối fluoride thích hợp cho việc sử dụng lò phản ứng. MSRE đã sử dụng hai hỗn hợp khác nhau trong hai mạch làm mát.

Độ an toàn

Xem thêm thông tin: Ngộ độc beryli

Các hợp chất beryli có độc tính cao. Độc tính gia tăng của beryli trong sự hiện diện của fluoride đã được ghi nhận vào đầu năm 1949. LD₅₀ ở chuột là khoảng 100 mg/kg khi uống và 1,8 mg/kg khi tiêm tĩnh mạch.

Xem thêm

• Beryli
• Fluor
• Hợp chất vô cơ