鉻酰氟

鉻酰氟是一種無機化合物，化學式 CrO₂F₂。它是一種紫紅色晶體（也有文獻報道為橙色晶體^[2]），液態時為紅橙色。^[3]

鉻酰氟
IUPAC名 Difluoro(dioxo)chromium
別名	二氟二氧化鉻
識別
CAS號	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
性質
化學式	CrF2O2
摩爾質量	121.99 g·mol−1
外觀	紫色晶體
熔點	31.6 °C（305 K）
沸點	30 °C（303 K）（升華[1]）
結構
晶體結構	單斜
空間群	P21/c, No. 14
危險性
主要危害	氧化劑
相關物質
相關化學品	鉻酰氯
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

結構

液態和氣態的 CrO₂F₂ 都是四面體型的，對稱群 C_2v，這類似於鉻酰氯。^[4]鉻酰氟在固態下二聚成含有橋接氟的二聚體（O₂Cr(μ-F)₄CrO₂），空間群 P2₁/c。其中的 Cr=O 鍵長為 157 pm，Cr–F 鍵長則為 181.7、186.7和209.4 pm。鉻是六配位的，為扭曲八面體型結構。^[5]

歷史和製備

純鉻酰氟於 1952年首次分離，由Alfred Engelbrecht和Aristid von Grosse（英語：Aristid von Grosse）報告。^[6]在19世紀早期，加熱螢石、鉻酸鹽和硫酸的混合物時，它首次以紅色蒸汽的形式被觀察到。這些紅色蒸汽最初被認為是CrF₆，儘管一些化學家認為這是結構類似 CrO₂Cl₂的CrO₂F₂。^[6]Fredenhagen 研究氟化氫與鹼金屬鉻酸鹽的反應，第一次成功合成鉻酰氟。後來，von Wartenberg 通過用氟氣處理鉻酰氯來製備不純的 CrO₂F_2。^[7]Wiechert進行了另一次嘗試，它在 -40℃下用HF處理重鉻酸鹽，產生不純的CrO₂F₂液體。

Engelbrecht 和von Grosse的CrO₂F₂製備方法包括三氧化鉻被氟化劑氟化：^[6]

CrO₃   +   2 HF   →   CrO₂F₂   +   H₂O

這個反應是可逆的，水會重新把 CrO₂F₂水解成CrO₃。

其它方法包括氯的氟化物、碳酰氟和一些金屬六氟化物的氟化：

CrO₃   +   2 ClF   →   CrO₂F₂   +   Cl₂   +   O₂

CrO₃   +   COF₂   →   CrO₂F₂   +   CO₂

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

最後一種方法涉及鎢和鉬的六氟化物。據Green和Gard報道，該方法是獲得大量純CrO₂F₂非常簡單和有效的途徑。^[3]在120 °C下，產率是100%。正如從MoF₆和WF₆的相對反應性所預期的那樣，六氟化鉬的反應比六氟化鎢更容易進行。^[8]

反應

鉻酰氟是一種強氧化劑，可以把烴氧化成酮或羧酸。它也可以用來製備其它鉻酰化合物。^[3]類似其它氟化物，CrO₂F₂ 與玻璃和石英反應，因此需要無矽塑料或金屬容器來處理它。它在無機系統中的氧化性也已被探索。^[9]鉻酰氟可以和金屬氧化物反應：

CrO₂F₂   +   MO   →   MF₂   +   CrO₃

鉻酰氟也會把硼和矽的氧化物變成氟化物。^[9]

在全氟庚烷溶劑中，鉻酰氟會於鹼金屬和鹼土金屬的氟化物，產生橙色的氟鉻酸鹽：^[9]

CrO₂F₂   +   2 MF   →   M₂CrO₂F₄

鉻酸氟和路易斯酸反應，從酸酐中得到羧基類配體並產生酰氟副產物：^[9]

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