铬酰氟

铬酰氟是一种无机化合物，化学式 CrO₂F₂。它是一种紫红色晶体（也有文献报道为橙色晶体^[2]），液态时为红橙色。^[3]

铬酰氟
IUPAC名 Difluoro(dioxo)chromium
别名	二氟二氧化铬
识别
CAS号	7788-96-7  Y
PubChem	53471881
ChemSpider	10329781
SMILES	O=[Cr](=O)(F)F
InChI	1/Cr.2FH.2O/h;2*1H;;/q+2;;;;/p-2/rCrF2O2/c2-1(3,4)5
InChIKey	FRLBLFFATGQISB-UNDMLHRZAG
EINECS	232-137-9
性质
化学式	CrF2O2
摩尔质量	121.99 g·mol−1
外观	紫色晶体
熔点	31.6 °C（305 K）
沸点	30 °C（303 K）（升华[1]）
结构
晶体结构	单斜
空间群	P21/c, No. 14
危险性
主要危害	氧化剂
相关物质
相关化学品	铬酰氯
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

结构

液态和气态的 CrO₂F₂ 都是四面体型的，对称群 C_2v，这类似于铬酰氯。^[4]铬酰氟在固态下二聚成含有桥接氟的二聚体（O₂Cr(μ-F)₄CrO₂），空间群 P2₁/c。其中的 Cr=O 键长为 157 pm，Cr–F 键长则为 181.7、186.7和209.4 pm。铬是六配位的，为扭曲八面体型结构。^[5]

历史和制备

纯铬酰氟于 1952年首次分离，由Alfred Engelbrecht和Aristid von Grosse（英语：Aristid von Grosse）报告。^[6]在19世纪早期，加热萤石、铬酸盐和硫酸的混合物时，它首次以红色蒸汽的形式被观察到。这些红色蒸汽最初被认为是CrF₆，尽管一些化学家认为这是结构类似 CrO₂Cl₂的CrO₂F₂。^[6]Fredenhagen 研究氟化氢与碱金属铬酸盐的反应，第一次成功合成铬酰氟。后来，von Wartenberg 通过用氟气处理铬酰氯来制备不纯的 CrO₂F_2。^[7]Wiechert进行了另一次尝试，它在 -40℃下用HF处理重铬酸盐，产生不纯的CrO₂F₂液体。

Engelbrecht 和von Grosse的CrO₂F₂制备方法包括三氧化铬被氟化剂氟化：^[6]

CrO₃   +   2 HF   →   CrO₂F₂   +   H₂O

这个反应是可逆的，水会重新把 CrO₂F₂水解成CrO₃。

其它方法包括氯的氟化物、碳酰氟和一些金属六氟化物的氟化：

CrO₃   +   2 ClF   →   CrO₂F₂   +   Cl₂   +   O₂

CrO₃   +   COF₂   →   CrO₂F₂   +   CO₂

CrO₃   +   MF₆   →   CrO₂F₂   +   MOF₄       (M = Mo, W)

最后一种方法涉及钨和钼的六氟化物。据Green和Gard报道，该方法是获得大量纯CrO₂F₂非常简单和有效的途径。^[3]在120 °C下，产率是100%。正如从MoF₆和WF₆的相对反应性所预期的那样，六氟化钼的反应比六氟化钨更容易进行。^[8]

反应

铬酰氟是一种强氧化剂，可以把烃氧化成酮或羧酸。它也可以用来制备其它铬酰化合物。^[3]类似其它氟化物，CrO₂F₂ 与玻璃和石英反应，因此需要无硅塑料或金属容器来处理它。它在无机系统中的氧化性也已被探索。^[9]铬酰氟可以和金属氧化物反应：

CrO₂F₂   +   MO   →   MF₂   +   CrO₃

铬酰氟也会把硼和硅的氧化物变成氟化物。^[9]

在全氟庚烷溶剂中，铬酰氟会于碱金属和碱土金属的氟化物，产生橙色的氟铬酸盐：^[9]

CrO₂F₂   +   2 MF   →   M₂CrO₂F₄

铬酸氟和路易斯酸反应，从酸酐中得到羧基类配体并产生酰氟副产物：^[9]

CrO₂F₂   +   2 (CF₃CO)₂O   →   CrO₂(CF₃COO)₂   +   2 CF₃COF