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三氟氧化氯

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三氟氧化氯
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三氟氧化氯是一种有腐蚀性的液体,化学式 ClOF3。它是作为火箭燃料氧化剂秘密开发的。

事实速览 三氟氧化氯, 识别 ...
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制备

三氟氧化氯最初是在洛克丹公司英语Rocketdyne[3]氟气处理一氧化氯而成的。其它和氟气反应会产生三氟氧化氯的化合物包括亚氯酸钠 (NaClO2)和硝酸氯 (ClONO2)。最早发表的生产方法是一氧化氯与二氟化氧 (OF2)的反应。其它三氟氧化氯的制备方法还有 ClO2F 或ClO3F 和氯的氟化物的反应。[4]更安全的方法是硝酸氯与氟气的反应。

反应

作为一种路易斯碱,它和路易斯酸反应会失去一个氟离子,产生二氟氧化氯(V)阳离子 (ClOF2+)。[5]这种阳离子的化合物包括 ClOF2BF4、ClOF2PF6、ClOF2AsF6、ClOF2SbF6、ClOF2BiF6、ClOF2VF6、ClOF2NbF6、ClOF2TaF6、ClOF2UF6、ClOF2、(ClOF2)2SiF6、ClOF2MoOF5、ClOF2Mo2O4F9[4]和ClOF2PtF6[6]

三氟氧化氯也是路易斯酸,可以和强碱反应,产生四氟氧化氯(V)阴离子 ClOF4[7]它的化合物包括KClOF4、RbClOF4和 CsClOF4.[8]这允许对ClOF3进行纯化,因为在室温下会形成固体配合物,但它会在50至70°C 之间分解。其他可能的杂质要么不会与碱金属氟化物反应,要么即使反应也不容易分解。[3]

三氟氧化氯会氟化各种材料,例如一氧化二氯、氯气、玻璃或石英。[3] ClOF3 + Cl2O → 2ClF + ClO2F;[6] 2ClOF3 + 2Cl2 → 6ClF + O2 当200 °C[6]

三氟氧化氯和氟磺酸氯反应:

ClOF3 + 2ClOSO2F → S2O5F2 + FClO2 + 2ClF

反应也会产生SO2F2[3]

三氟氧化氯可以在一个反应中同时氟化和氧化,例如和五氟化钼四氟化硅四氟肼(超过100 °C)、HNF2F2NCOF的反应。和HNF2 的反应主要产生 NF3O,而和MoF5的反应产物为 MoF6 和MoOF4[3]

它和碳氢化合物爆炸性反应。[3]它和少量的水反应,产生ClO2F 和HF[3]

超过 280 °C时,ClOF3分解成氧气和三氟化氯[3]

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性质

三氟氧化氯的沸点为 29 °C。[9]

三氟氧化氯的分子形状为三角双锥,垂直方向上有两个氟原子 (Fa) ,水平方向上则有一个孤电子对、氧原子和氟原子 (Fe)[7]Cl=O 键长为 1.405 Å、Cl-Fe 1.603 Å、Cl-Fa 1.713 Å,而∠FeClO 键角为 109°、∠FaClO=95°和∠FaClFe=88°。三氟氧化氯分子有极性,Cl 有 +1.76 电荷、O 有 −0.53电荷、水平方向的 F 有−0.31 电荷而垂直方向的 F 有−0.46电荷。整个分子的偶极矩为 1.74 D。[10]

参考资料

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