三氟化氯

三氟化氯是無機化合物 ，分子式為ClF₃。這種物質氣態時為淡黃色，有毒，有強腐蝕性，液態時為黃綠色，一般將其壓縮成液體銷售。該物質主要的用途是火箭燃料，半導體行業中清洗和蝕刻^[2][3]，核反應爐加工燃料^[4]，以及一些其他用途^[5]。

三氟化氯
識別
CAS號	7790-91-2  Y
PubChem	24637
SMILES	FCl(F)F
InChI	InChI=1S/ClF3/c2-1(3)4
UN編號	1749
RTECS	FO2800000
性質
化學式	ClF3
莫耳質量	92.448 g·mol⁻¹
外觀	淡黃色氣體或液體
密度	1.77 g/cm3 (13 °C, 液態) 0.004 g/cm3 (氣態)
熔點	−76.34 °C
沸點	11.75 °C
溶解性（水）	水解
黏度	9.182 x 10−5 Pa s
結構
分子構型	T形
熱力學
ΔfHm⦵298K	−158.87 kJ/mol [1]
S⦵298K	281.59 J K−1 mol−1 [1]
危險性
MSDS	ICSC 0656
歐盟編號	沒有記錄
主要危害	毒性, 腐蝕性, 氧化性.
NFPA 704	0 4 3 OX
相關物質
相關化學品	五氟化氯 一氟化氯 三氟化溴
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

製備、結構和性質

拉夫（Ruff）和克魯格（Krug）在1930年氟化氯氣並報告發現了這種物質。這個反應也生成一氟化氯，可以通過蒸餾使其分離。^[6]

3 F₂ + Cl₂ → 2 ClF₃

ClF₃ 形狀大致是T形, 有一個短鍵 (1.598 Å) 和兩個長鍵 (1.698 Å).^[7] ，孤對電子占據兩個赤道位置，與共價鍵一起形成一個三角雙錐。這種結構與價層電子對互斥理論的預測一致。較長的Cl-F鍵與超價鍵一致.

ClF₃主要用來生產六氟化鈾（UF₆），以及核燃料加工和後期處理，主要反應方程式:

U + 3 ClF₃ → UF₆ + 3 ClF

危害

ClF₃是一種很強的氧化劑、氟化劑。它能與大多數無機物、有機物甚至塑料反應，可以使許多材料不接觸明火就燃燒。這些反應通常很劇烈，在某些情況下甚至會爆炸。它與一些金屬反應生成氯化物和氟化物，與磷反應生成三氯化磷和五氟化磷，而與硫反應生成二氯化硫和四氟化硫。 ClF₃也與水劇烈反應，水解產生有毒物質，例如氟化氫。H₂S在室溫下與ClF₃混合就會爆炸。

超過氧氣的氧化性使ClF₃能腐蝕通常視為不可燃的含氧材料。它能點燃沙子、石棉、玻璃，甚至是在氧氣中燒過的灰燼。在一起工業意外中，900千克ClF₃洩漏，燒穿了下面30厘米厚的混凝土和90厘米厚的礫石。^[8]任何和三氟化氯接觸的設備必須經過仔細挑選和清潔, 因為任何污染都可以燒穿鈍化膜，使它來不及重新生成。ClF₃引起的火勢只能用氮氣或氬氣等稀有氣體滅掉，且使該區域保持涼爽，直至反應結束。^[9]ClF₃會與水或二氧化碳反應，因此用它們滅火只會適得其反。^[10]

應用

軍事應用

火箭推進劑

三氟化氯已經發展成火箭推進劑的高性能可儲存氧化劑。然而一些處理上的問題使它受限，約翰·D·克拉克（英語：John Drury Clark）在其著作《Ignition!: An informal history of liquid rocket propellants》^[11]中闡述了以下困難：

“

這種物質毒性自然極強，但這並不是最重要的問題，其與任何燃料相遇都會燃燒，而且這一過程發生速度是如此之快以致於測量不到點火延遲。它和衣服、木頭、測試工程師們接觸都會燃燒，一些常識中的不燃物質如石棉、砂子和水與三氟化氯接觸也無一倖免，尤其和水反應會產生爆炸。它可以被存放在某些工程金屬裡——鋼、銅、鋁等，因為在界面處形成穩定氟化物薄膜隔離了金屬和三氟化氯，就像鋁表面那層不易被發覺的緻密氧化鋁，保護鋁不至在空氣中變成粉末。值得注意，當這層氟化物融化或被刮傷，且無法及時再次形成時，消防員就要面對一場金屬——三氟化氯反應引發的火災。對於應對這種事故，我一直以來都建議實驗人員為自己準備一雙好跑鞋。[11][12][13]

”

半導體工業

在半導體工業中，三氟化氯被用於清潔化學氣相沉積的反應艙。^[14] 它具有不需拆卸反應艙就可以清除艙壁附著的半導體物質這一優點。^[14] 與其它代替的清潔劑不同，三氟化氯在使用前不需經過電漿體激化，因為反應艙殘存的熱量就足以使它分解並與半導體材料反應。^[14]