四氟化碳

四氟化碳，又称为四氟甲烷、Freon-14及R 14，是一種鹵代烴（化學式：CF₄）。它既可以被視為一种鹵代烴、鹵代甲烷、全氟化碳，也可以被视为一种无机化合物。

四氟化碳
骨架式 3D模型
IUPAC名 Tetrafluoromethane 四氟甲烷
别名	全氟化碳、四氟甲烷、CFC 14、海龍14
识别
CAS号	75-73-0  Y
PubChem	6393
ChemSpider	6153
SMILES	C(F)(F)(F)F
InChI	1/CF4/c2-1(3,4)5
EINECS	200-896-5
ChEBI	38825
RTECS	FG4920000
性质
化学式	CF4
摩尔质量	88.00 g·mol⁻¹
外观	無色無味氣體
密度	3.72 g/l, 氣體 (15 °C)
熔点	-183.6 °C (89.6 K)
沸点	-127.8 °C (145.4 K)
溶解性（水）	0.005 %V, 20 °C 0.0038 %V, 25 °C
蒸氣壓	3.65 MPa, 15 °C 106.5 kPa, -127 °C
结构
分子构型	四面體
危险性
警示术语	R：無
安全术语	S：無
主要危害	頭痛、噁心、頭昏眼花及破壞心血管系統
NFPA 704	0 1 0
闪点	不可燃
自燃温度	> 1100 °C
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

零下198 °C時，四氟化碳具有單斜的結構，晶格常数为a = 8.597, b = 4.433, c = 8.381 (.10^-1 nm), β = 118.73° ^[1]。

附加物理性質

性質	數值
密度 (ρ)，-196 °C （固態）	1.943 g.cm-3
密度 (ρ)，-183 °C	1.89 g.cm-3
密度 (ρ)，-127.8 °C （液態）	1.603 g.cm-3
密度 (ρ)，-80 °C （氣態）	1.317 kg.m-3
密度 (ρ)，15 °C （氣態）	3.72 kg.m-3
密度 (ρ)，21 °C （氣態）	3.858 kg.m-3
三相點溫度 (Tt)	-183.7 °C (89.4 K)
臨界溫度 (Tc)	-45.5 °C (227.6 K)
臨界壓力 (pc)	3.793 MPa (37.43 bar)
臨界體積 (Vc)	0.142 dm3.mol-1
臨界壓縮性 (Zc)	2.77
熔化潛熱 (lf)，三相點	8.09 kJ.kg-1
蒸發潛熱 (lv)，-127.8 °C	135.7 kJ.kg-1
比熱容 (cp)，固定壓强，30 °C	58 J.mol-1.K-1
比熱容 (cp)，固定壓强，-145 °C	80.08 J.mol-1.K-1
比熱容 (cv)，固定体積，30 °C	49 J.mol-1.K-1
熱容量比 (κ)，30 °C	1.178571
壓縮性因子 (Z)，15 °C	0.9981
离散因子 (ω)	0.177
偶極矩	0 D
黏度 (η)，0 °C	16.1 μPa.s (0.0161 cP)
黏度 (η)，-60.3 °C	17.0 μPa.s (0.0170 cP)
表面張力 (σ)，-80 °C	6.4 mN.m-1
熱導率 (λ)，0 °C	15.03 mW.m-1.K-1

歷史

1926年，首次制得純淨的四氟化碳。^[2]

生產

在實驗室内，四氟化碳可由以下的反應獲取：

SiC + 2F₂ → CF₄ + Si

也可以由二氧化碳、一氧化碳或光氣与四氟化硫的氟化作用来获取。商業上可由氟與二氯二氟甲烷或氯三氟甲烷的反應製备。另一個方法是用碳電極電解氟化物MF、MF₂。

四氟化碳，像其他氟代烃一样，是十分穩定的，这是因為C-F鍵很强，键能為515 kJ.mol^-1（参见环境影响）。因此不与酸及氫氧化物反应，但是會跟鹼金屬发生爆炸性反應。熱分解會產生剧毒的氣體（碳酰氟、一氧化碳，如果有水存在，还会产生腐蝕性的氟化氫）。

四氟化碳微溶於水（約20 mg.l^-1），但可與乙醇、乙醚及石油醚混溶。

用途

四氟化碳有時會用作低溫冷卻劑。它可用於電路板的製造，以及製造绝缘物質和半導體。它是用作氣體蝕刻劑及等離子體蝕刻版。

環境影響

四氟化碳是一種造成溫室效應的氣體。它非常穩定，可以長時間停留在大氣層中，是一种非常强大的溫室氣體。它在大氣中的壽命約為50,000年，全球增溫(全球暖化)係數是6,500（二氧化碳的係數是1）。雖然結構与氟氯烃相似，但四氟化碳不會破坏臭氧層。這是因為導致臭氧层破坏的是氟氯烃中的氯原子，它被紫外線輻射擊中時會分離。碳-氟鍵比較強，因此分離的可能性比较低。

安全

吸入四氟化碳的后果与濃度有关，包括頭痛、噁心、頭昏眼花及心血管系統的破壞（主要是心臟）。長時間接觸會导致严重的心臟破壞。

四氟化碳的密度比較高，可以塡滿地面空間範圍，在不通風的地方會導致窒息。