三氟化溴

三氟化溴是一种卤素互化物，化学式为BrF₃。这种无色、有毒、有腐蚀性的液体可溶于硫酸，但与水或有机化合物接触会发生爆炸。它是一种强氟化剂和无机离子化溶剂。它在核燃料生产和后处理过程中被用于生产六氟化铀（UF₆）。^[2]

三氟化溴
识别
CAS号	7787-71-5  Y
PubChem	24594
ChemSpider	22996
SMILES	FBr(F)F
UN编号	1746
性质
化学式	BrF3
摩尔质量	136.90 g·mol⁻¹
外观	稻草色液体 吸湿性
密度	2.803 g/cm3 [1]
熔点	8.77 °C
沸点	125.72 °C
溶解性（水）	分解
溶解性（硫酸）	可溶
结构
分子构型	T形(C2v)
偶极矩	1.19 D
危险性
欧盟分类	未列出
NFPA 704	0 3 3 OX
相关物质
其他阴离子	一氯化溴
其他阳离子	三氟化氯 三氟化碘
相关化学品	一氟化溴 五氟化溴
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备

三氟化溴最早由保罗·利比奥（Paul Lebeau）于1906年报道。他将溴单质与氟在20 °C下反应得到了三氟化溴：^[3]

${\displaystyle {\rm {\ Br_{2}+3F_{2}\rightarrow 2BrF_{3}}}}$

一氟化溴的歧化反应也产生三氟化溴：^[4]

${\displaystyle {\rm {\ 3BrF\rightarrow BrF_{3}+Br_{2}}}}$

结构

与ClF₃和IF₃类似，BrF₃分子也是T形的。价层电子对互斥理论中，中心溴原子连有两对孤对电子。每个轴向的Br-F键长度为1.81 Å，而水平方向的为1.72 Å。轴向Br-F键与水平Br-F键的夹角略小于90°，86.2°的键角是因为孤对电子的排斥比成键电子更强，键角的变小使得能量降低。^[5][6]

化学性质

BrF₃是一种强氟化剂，但略弱于ClF₃。这种液体能导电，因为它能发生自耦电离：^[2]

${\displaystyle {\rm {\ 2BrF_{3}\rightleftharpoons BrF_{2}^{+}+BrF_{4}^{-}}}}$

许多离子型氟化物易溶于三氟化溴，并形成溶剂合碱（即路易斯酸碱的加合物）：^[2]

${\displaystyle {\rm {\ KF+BrF_{3}\rightarrow KBrF_{4}}}}$

此外少数共价型氟化物，例如四氟化硅、五氟化钒及类似化合物也可溶于三氟化溴，它们在溶液中作为路易斯酸。

${\displaystyle {\rm {\ SbF_{5}+BrF_{3}\rightarrow BrF_{2}^{+}SbF_{6}^{-}}}}$

含BrF₂⁺的物质与含BrF₄^-能发生类似于酸碱中和的反应：

${\displaystyle {\rm {\ Ag^{+}BrF_{4}^{-}+BrF_{2}^{+}SbF_{6}^{-}\rightarrow AgSbF_{6}+2BrF_{3}}}}$

${\displaystyle {\rm {\ K^{+}BrF_{4}^{-}+(BrF_{2}^{+})_{2}SnF_{6}^{2-}\rightarrow K_{2}SnF_{6}+4BrF_{3}}}}$

这类反应被广泛用于制取含氟配合物，例如AgAuF₄、(NO₂)SnF₆、(NO)₂SnF₆、LiVF₆、KRuF₆等，在上述反应完成后真空蒸发除去三氟化溴即可得到产品。

三氟化溴能使高价氟配合物稳定，例如四氟化钯不能分离得到，但在三氟化溴中可制得它的配合物。稀有气体的氟化物也能在三氟化溴中与强路易斯酸形成加合物。^[7]