三氟氧化氯是一種有腐蝕性的液體，化學式 ClOF3。它是作為火箭燃料氧化劑秘密開發的。
| 三氟氧化氯 | |
|---|---|
| |
| |
| IUPAC名 trifluoro(oxo)-λ5-chlorane | |
| 識別 | |
| CAS號 | 30708-80-6 [1] |
| PubChem | 15388485 |
| SMILES |
|
| 性質 | |
| 化學式 | ClF3O |
| 摩爾質量 | 108.45 g·mol−1 |
| 密度 | 1.865 |
| 熔點 | −42 °C（231 K） |
| 沸點 | 29 °C（302 K） |
| 結構 | |
| 晶體結構 | 單斜晶系 |
| 空間群 | C2/m |
| 晶格常數 | a = 9.826[2], b = 12.295[2], c = 4.901[2] |
| 晶格常數 | α = 90°, β = 90.338[2]°, γ = 90° |
| 危險性 | |
GHS危險性符號   
| |
| GHS提示詞 | Danger |
| 相關物質 | |
| 相關化學品 | BrOF3 IOF3 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
製備
三氟氧化氯最初是在洛克丹公司[3] 用氟氣處理一氧化氯而成的。其它和氟氣反應會產生三氟氧化氯的化合物包括亞氯酸鈉 (NaClO2)和硝酸氯 (ClONO2)。最早發表的生產方法是一氧化氯與二氟化氧 (OF2)的反應。其它三氟氧化氯的製備方法還有 ClO2F 或ClO3F 和氯的氟化物的反應。[4]更安全的方法是硝酸氯與氟氣的反應。
反應
作為一種路易斯鹼，它和路易斯酸反應會失去一個氟離子，產生二氟氧化氯(V)陽離子 (ClOF2+)。[5]這種陽離子的化合物包括 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，可以和強鹼反應，產生四氟氧化氯(V)陰離子 ClOF4−。[7]它的化合物包括KClOF4、RbClOF4和 CsClOF4.[8]這允許對ClOF3進行純化，因為在室溫下會形成固體配合物，但它會在50至70°C 之間分解。其他可能的雜質要麼不會與鹼金屬氟化物反應，要麼即使反應也不容易分解。[3]
三氟氧化氯會氟化各種材料，例如一氧化二氯、氯氣、玻璃或石英。[3] ClOF3 + Cl2O → 2ClF + ClO2F;[6] 2ClOF3 + 2Cl2 → 6ClF + O2 當200 °C[6]
三氟氧化氯和氟磺酸氯反應：
- ClOF3 + 2ClOSO2F → S2O5F2 + FClO2 + 2ClF
反應也會產生SO2F2。[3]
三氟氧化氯可以在一個反應中同時氟化和氧化，例如和五氟化鉬、四氟化矽、四氟肼（超過100 °C）、HNF2和F2NCOF的反應。和HNF2 的反應主要產生 NF3O，而和MoF5的反應產物為 MoF6 和MoOF4。[3]
性質
三氟氧化氯的沸點為 29 °C。[9]
三氟氧化氯的分子形狀為三角雙錐，垂直方向上有兩個氟原子 (Fa) ，水平方向上則有一個孤電子對、氧原子和氟原子 (Fe)[7]Cl=O 鍵長為 1.405 Å、Cl-Fe 1.603 Å、Cl-Fa 1.713 Å，而∠FeClO 鍵角為 109°、∠FaClO=95°和∠FaClFe=88°。三氟氧化氯分子有極性，Cl 有 +1.76 電荷、O 有 −0.53電荷、水平方向的 F 有−0.31 電荷而垂直方向的 F 有−0.46電荷。整個分子的偶極矩為 1.74 D。[10]
參考資料
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