三氟化溴

三氟化溴是一種鹵素互化物，化學式為BrF₃。這種無色、有毒、有腐蝕性的液體可溶於硫酸，但與水或有機化合物接觸會發生爆炸。它是一種強氟化劑和無機離子化溶劑。它在核燃料生產和後處理過程中被用於生產六氟化鈾（UF₆）。^[2]

三氟化溴
識別
CAS號	7787-71-5  Y
PubChem	24594
ChemSpider	22996
SMILES	FBr(F)F
UN編號	1746
性質
化學式	BrF3
莫耳質量	136.90 g·mol⁻¹
外觀	稻草色液體 吸濕性
密度	2.803 g/cm3 [1]
熔點	8.77 °C
沸點	125.72 °C
溶解性（水）	分解
溶解性（硫酸）	可溶
結構
分子構型	T形(C2v)
偶極矩	1.19 D
危險性
歐盟分類	未列出
NFPA 704	0 3 3 OX
相關物質
其他陰離子	一氯化溴
其他陽離子	三氟化氯 三氟化碘
相關化學品	一氟化溴 五氟化溴
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

製備

三氟化溴最早由保羅·利比奧（Paul Lebeau）於1906年報道。他將溴單質與氟在20 °C下反應得到了三氟化溴：^[3]

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

一氟化溴的歧化反應也產生三氟化溴：^[4]

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

結構

與ClF₃和IF₃類似，BrF₃分子也是T形的。價層電子對互斥理論中，中心溴原子連有兩對孤對電子。每個軸向的Br-F鍵長度為1.81 Å，而水平方向的為1.72 Å。軸向Br-F鍵與水平Br-F鍵的夾角略小於90°，86.2°的鍵角是因為孤對電子的排斥比成鍵電子更強，鍵角的變小使得能量降低。^[5][6]

化學性質

BrF₃是一種強氟化劑，但略弱於ClF₃。這種液體能導電，因為它能發生自耦電離：^[2]

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

許多離子型氟化物易溶於三氟化溴，並形成溶劑合鹼（即路易斯酸鹼的加合物）：^[2]

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

此外少數共價型氟化物，例如四氟化矽、五氟化釩及類似化合物也可溶於三氟化溴，它們在溶液中作為路易斯酸。

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

含BrF₂⁺的物質與含BrF₄^-能發生類似於酸鹼中和的反應：

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

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

這類反應被廣泛用於製取含氟配合物，例如AgAuF₄、(NO₂)SnF₆、(NO)₂SnF₆、LiVF₆、KRuF₆等，在上述反應完成後真空蒸發除去三氟化溴即可得到產品。

三氟化溴能使高價氟配合物穩定，例如四氟化鈀不能分離得到，但在三氟化溴中可製得它的配合物。稀有氣體的氟化物也能在三氟化溴中與強路易斯酸形成加合物。^[7]