三氟化氯

三氟化氯是无机化合物 ，分子式为ClF₃。这种物质气态时为淡黄色，有毒，有强腐蚀性，液态时为黄绿色，一般将其压缩成液体销售。该物质主要的用途是火箭燃料，半导体行业中清洗和蚀刻^[2][3]，核反应堆加工燃料^[4]，以及一些其他用途^[5]。

三氟化氯
识别
CAS号	7790-91-2  Y
PubChem	24637
SMILES	FCl(F)F
InChI	InChI=1S/ClF3/c2-1(3)4
UN编号	1749
RTECS	FO2800000
性质
化学式	ClF3
摩尔质量	92.448 g·mol⁻¹
外观	淡黄色气体或液体
密度	1.77 g/cm3 (13 °C, 液态) 0.004 g/cm3 (气态)
熔点	−76.34 °C
沸点	11.75 °C
溶解性（水）	水解
黏度	9.182 x 10−5 Pa s
结构
分子构型	T形
热力学
ΔfHm⦵298K	−158.87 kJ/mol [1]
S⦵298K	281.59 J K−1 mol−1 [1]
危险性
MSDS	ICSC 0656
欧盟编号	没有记录
主要危害	毒性, 腐蚀性, 氧化性.
NFPA 704	0 4 3 OX
相关物质
相关化学品	五氟化氯 一氟化氯 三氟化溴
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备、结构和性质

拉夫（Ruff）和克鲁格（Krug）在1930年氟化氯气并报告发现了这种物质。这个反应也生成一氟化氯，可以通过蒸馏使其分离。^[6]

3 F₂ + Cl₂ → 2 ClF₃

ClF₃ 形状大致是T形, 有一个短键 (1.598 Å) 和两个长键 (1.698 Å).^[7] ，孤对电子占据两个赤道位置，与共价键一起形成一个三角双锥。这种结构与价层电子对互斥理论的预测一致。较长的Cl-F键与超价键一致.

ClF₃主要用来生产六氟化铀（UF₆），以及核燃料加工和后期处理，主要反应方程式:

U + 3 ClF₃ → UF₆ + 3 ClF

危害

ClF₃是一种很强的氧化剂、氟化剂。它能与大多数无机物、有机物甚至塑料反应，可以使许多材料不接触明火就燃烧。这些反应通常很剧烈，在某些情况下甚至会爆炸。它与一些金属反应生成氯化物和氟化物，与磷反应生成三氯化磷和五氟化磷，而与硫反应生成二氯化硫和四氟化硫。 ClF₃也与水剧烈反应，水解产生有毒物质，例如氟化氢。H₂S在室温下与ClF₃混合就会爆炸。

超过氧气的氧化性使ClF₃能腐蚀通常视为不可燃的含氧材料。它能点燃沙子、石棉、玻璃，甚至是在氧气中烧过的灰烬。在一起工业意外中，900千克ClF₃泄漏，烧穿了下面30厘米厚的混凝土和90厘米厚的砾石。^[8]任何和三氟化氯接触的设备必须经过仔细挑选和清洁, 因为任何污染都可以烧穿钝化膜，使它来不及重新生成。ClF₃引起的火势只能用氮气或氩气等稀有气体灭掉，且使该区域保持凉爽，直至反应结束。^[9]ClF₃会与水或二氧化碳反应，因此用它们灭火只会适得其反。^[10]

应用

军事应用

火箭推进剂

三氟化氯已经发展成火箭推进剂的高性能可储存氧化剂。然而一些处理上的问题使它受限，约翰·D·克拉克（英语：John Drury Clark）在其著作《Ignition!: An informal history of liquid rocket propellants》^[11]中阐述了以下困难：

“

这种物质毒性自然极强，但这并不是最重要的问题，其与任何燃料相遇都会燃烧，而且这一过程发生速度是如此之快以致于测量不到点火延迟。它和衣服、木头、测试工程师们接触都会燃烧，一些常识中的不燃物质如石棉、砂子和水与三氟化氯接触也无一幸免，尤其和水反应会产生爆炸。它可以被存放在某些工程金属里——钢、铜、铝等，因为在界面处形成稳定氟化物薄膜隔离了金属和三氟化氯，就像铝表面那层不易被发觉的致密氧化铝，保护铝不至在空气中变成粉末。值得注意，当这层氟化物融化或被刮伤，且无法及时再次形成时，消防员就要面对一场金属——三氟化氯反应引发的火灾。对于应对这种事故，我一直以来都建议实验人员为自己准备一双好跑鞋。[11][12][13]

”

半导体工业

在半导体工业中，三氟化氯被用于清洁化学气相沉积的反应舱。^[14] 它具有不需拆卸反应舱就可以清除舱壁附着的半导体物质这一优点。^[14] 与其它代替的清洁剂不同，三氟化氯在使用前不需经过等离子体激化，因为反应舱残存的热量就足以使它分解并与半导体材料反应。^[14]