Cobalt(III) fluoride

Cobalt(III) fluoride
	Cấu trúc của cobalt(III) fluoride
Tên khác	Coban trifluoride; Cobanic fluoride
Nhận dạng
Số CAS	10026-18-3
PubChem	66208
Số EINECS	233-062-4
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ F[Co](F)F ;
InChI	đầy đủ 1/Co.3FH/h;3*1H/q+3;;;/p-3;
ChemSpider	59593
UNII	O3R680UKNX
Thuộc tính
Công thức phân tử	CoF3
Khối lượng mol	115,9282 g/mol (khan); 133,94348 g/mol (1 nước, monome); 169,97404 g/mol (3 nước); 178,98168 g/mol (3,5 nước)
Bề ngoài	bột nâu (khan); tinh thể đỏ (1 nước); bột/vi tinh thể màu lục lam (3,5 nước)
Khối lượng riêng	3,88 g/cm³ (khan); 2,19 g/cm³ (1 nước, đime); 2,314 g/cm³ (3,5 nước)
Điểm nóng chảy	927 °C (1.200 K; 1.701 °F)
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	phản ứng (khan và 3,5 nước); tan (1 nước, đime)
Độ hòa tan	tạo phức với amonia
MagSus	+1900,0·10-6 cm³/mol
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Lục phương
Các nguy hiểm
NFPA 704	0 3 2
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Cobalt(III) oxide; Cobalt(III) chloride
Cation khác	Sắt(III) fluoride; Rhodi(III) fluoride
Hợp chất liên quan	Cobalt(II) fluoride
	Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). kiểm chứng (cái gì ?) Tham khảo hộp thông tin

Cobalt(III) fluoride là hợp chất vô cơ có công thức CoF₃. Hydrat cũng được biết đến, chẳng hạn đime Co₂F₆·2H₂O có màu đỏ^[2]. Hợp chất khan là một chất rắn màu nâu hút ẩm. Nó được sử dụng để tổng hợp các hợp chất fluor hữu cơ.^[3]

Điều chế

Cobalt(III) fluoride có thể được điều chế trong phòng thí nghiệm bằng cách xử lý CoCl₂ với F₂ ở 250 ℃:^[4]^[5]

CoCl₂ +

{\frac {3}{2}}

F₂ → CoF₃ + Cl₂↑

Trong phản ứng oxy hóa-khử này, Co²⁺ và Cl⁻ bị oxy hóa thành Co³⁺ và Cl₂ tương ứng, trong khi F₂ bị khử xuống F⁻. Cobalt(II) oxide (CoO) và cobalt(II) fluoride (CoF₂) cũng có thể được chuyển đổi thành coban(III) fluoride bằng fluor.^[4]

Hợp chất cũng có thể được hình thành bằng cách xử lý CoCl₂ với chlor trifluoride ClF₃ hoặc brom trifluoride BrF₃.^[4]

Cấu trúc

Khan

Coban(III) fluoride khan kết tinh trong hệ tinh thể lập phương, cụ thể theo mô-típ của nhôm(III) fluoride, với a = 527,9 pm, α = 56,97°. Mỗi nguyên tử coban liên kết với sáu nguyên tử fluor trong hình học bát diện, với khoảng cách Co–F là 189 pm. Mỗi fluoride là một phối tử bắc cầu đôi.^[4]

Ngậm nước

Hemiheptahydrat 2CoF₃·7H₂O cũng được biết đến. Nó được mô tả chính xác hơn là CoF₃(H₂O)₃·0,5H₂O.^[4]

Có một báo cáo rằng hợp chất có cấu trúc tương tự AlF₃·3H₂O^[4], CrF₃·3,5H₂O cũng được mô tả là có cấu trúc tương tự.^[1]

Phản ứng

CoF₃ bị phân hủy trong nước tạo O₂:^[4]

4CoF₃ + 2H₂O → 4HF + 4CoF₂ + O₂↑

Nó phản ứng với muối fluoride để tạo ra anion [CoF₆]³⁻, cũng có tính chất trung tâm coban(III) có độ xoáy cao.^[4] Dạng ngậm nước CoF₃·3,5H₂O cũng phản ứng với nước để tạo ra chất kết tủa màu đen có chứa Co³⁺.^[1]

Ứng dụng

CoF₃ là một chất fluor hóa mạnh. CoF₃ có thể chuyển hydrocarbon thành pefluorocacbon:

2CoF
3 + R-H → 2CoF
2 + R-F + HF

CoF₂ là sản phẩm phụ.^[4]

Phản ứng như vậy đôi khi được đi kèm với sắp xếp lại hoặc phản ứng khác.^[3] Thuốc thử liên quan KCoF₄ được lựa chọn nhiều hơn.^[6]

CoF₃ ở thể khí

Trong pha khí, CoF₃ được tính là mặt phẳng ở trạng thái cơ bản và có trục xoay 3 lần (ký hiệu đối xứng D_3h). Ion Co³⁺ có trạng thái cơ bản là 3d⁶ ⁵D. Các phối tử fluoride phân chia trạng thái này thành, theo thứ tự năng lượng, trạng thái ⁵A', ⁵E" và ⁵E'. Sự khác biệt về năng lượng đầu tiên là nhỏ và trạng thái ⁵E" phải chịu hiệu ứng Jahn-Teller, vì vậy hiệu ứng này cần được xem xét để chắc chắn về trạng thái cơ bản. Việc giảm năng lượng là nhỏ và không thay đổi thứ tự năng lượng.^[7] Tính toán này là cách xử lý đầu tiên của hiệu ứng Jahn-Teller sử dụng các bề mặt năng lượng được tính toán.

Hợp chất khác

Coban(III) fluoride còn tạo một số hợp chất với NH₃, như CoF₃·3NH₃ là chất rắn vàng, CoF₃·4NH₃ là chất rắn đỏ nhạt, CoF₃·5NH₃ là chất rắn vàng cam^[8] hay CoF₃·6NH₃ là tinh thể vàng.^[9]

Tham khảo

^ ^a ^b ^c ^d ^e Russian Journal of Inorganic Chemistry, Tập 19,Phần 2 (British Library Lending Division with the cooperation of the Royal Society of Chemistry, 1974), trang 1592. Truy cập 9 tháng 5 năm 2021.
^ CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition, trang 4-58 ([1]). Truy cập 28 tháng 3 năm 2020.
^ ^a ^b “Cobalt(III) Fluoride”. encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. J. Wiley. 2004. doi:10.1002/047084289X.rc185.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ The Periodic Table: Nature's Building Blocks: An Introduction to the Naturally Occurring Elements, Their Origins and Their Uses (J. Theo Kloprogge, Concepcion P. Ponce, Tom Loomis; Elsevier, 18 thg 11, 2020 - 930 trang), trang 365. Truy cập 9 tháng 5 năm 2021.
^ H. F. Priest (1950): "Anhydrous Metal Fluorides".
^ Coe, P. L. "Potassium Tetrafluorocobaltate(III)" trong encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289X.rp251.
^ Yates, J. H.; Pitzer, R. M. (1979). “Molecular and Electronic Structure of Transition Metal Trifluorides”. J. Chem. Phys. 70 (9): 4049–4055. doi:10.1063/1.438027.
^ Russian Journal of Inorganic Chemistry, Tập 20,Phần 1 (British Library Lending Division with the cooperation of the Royal Society of Chemistry, 1975), trang 226 – [2]. Truy cập 3 tháng 5 năm 2020.
^ A Text-book Of Inorganic Chemistry Vol-x, trang 135 – [3]. Truy cập 28 tháng 3 năm 2020.

Liên kết ngoài

[russian-1] Russian Journal of Inorganic Chemistry, Tập 19,Phần 2 (British Library Lending Division with the cooperation of the Royal Society of Chemistry, 1974), trang 1592. Truy cập 9 tháng 5 năm 2021.

[2] CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition, trang 4-58 ([1]). Truy cập 28 tháng 3 năm 2020.

[Coe-3] “Cobalt(III) Fluoride”. encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. J. Wiley. 2004. doi:10.1002/047084289X.rc185.

[levason-4] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ The Periodic Table: Nature's Building Blocks: An Introduction to the Naturally Occurring Elements, Their Origins and Their Uses (J. Theo Kloprogge, Concepcion P. Ponce, Tom Loomis; Elsevier, 18 thg 11, 2020 - 930 trang), trang 365. Truy cập 9 tháng 5 năm 2021.

[priest-5] H. F. Priest (1950): "Anhydrous Metal Fluorides".

[6] Coe, P. L. "Potassium Tetrafluorocobaltate(III)" trong encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289X.rp251.

[7] Yates, J. H.; Pitzer, R. M. (1979). “Molecular and Electronic Structure of Transition Metal Trifluorides”. J. Chem. Phys. 70 (9): 4049–4055. doi:10.1063/1.438027.

[8] Russian Journal of Inorganic Chemistry, Tập 20,Phần 1 (British Library Lending Division with the cooperation of the Royal Society of Chemistry, 1975), trang 226 – [2]. Truy cập 3 tháng 5 năm 2020.

[9] A Text-book Of Inorganic Chemistry Vol-x, trang 135 – [3]. Truy cập 28 tháng 3 năm 2020.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

x t s Hợp chất fluor
Hợp chất hai nguyên tố	HF HF DF TF LiF BeF₂ B₂F₄ BF₃ CF₄ N₂F₄ NF₃ F₂O F₂O₂ F₂O₃ F₂O₄ F₂O₅ F₂O₆ NaF MgF₂ AlF AlF₃ SiF₄ PF₃ PF₅ SF₄ SF₆ KF CaF₂ ScF₃ TiF₂ TiF₃ TiF₄ VF₂ VF₃ VF₄ VF₅ CrF₂ CrF₃ CrF₄ CrF₅ CrF₆ MnF₂ MnF₃ MnF₄ FeF₂ FeF₃ CoF₂ CoF₃ NiF₂ CuF CuF₂ CuF₃ ZnF₂ GaF₃ GeF₄ AsF₃ AsF₅ SeF₄ SeF₆ BrF₃ BrF₅ KrF₂ RbF SrF₂ YF₃ ZrF₂ ZrF₃ ZrF₄ NbF₃ NbF₄ NbF₅ MoF₃ MoF₄ MoF₅ MoF₆ TcF₅ TcF₆ RuF₃ RuF₄ RuF₅ RuF₆ RhF₃ RhF₄ RhF₅ RhF₆ PdF₂ PdF₃ PdF₄ PdF₅ PdF₆ Ag₂F AgF AgF₂ AgF₃ CdF₂ InF₃ SnF₂ SnF₄ SbF₃ SbF₅ TeF₄ TeF₆ IF IF₃ IF₅ IF₇ XeF₂ XeF₄ XeF₆ CsF BaF₂ LaF₃ CeF₃ PrF₃ PrF₄ NdF₃ NdF₄ SmF₂ SmF₃ EuF₂ EuF₃ GdF₃ TbF₃ TbF₄ DyF₃ HoF₃ ErF₃ TmF₃ YbF₂ YbF₃ LuF₃ HfF₄ TaF₃ TaF₄ TaF₅ WF₄ WF₅ WF₆ ReF₄ ReF₅ ReF₆ ReF₇ OsF₅ OsF₆ OsF₇ IrF₃ IrF₃ IrF₃ IrF₆ PtF₂ PtF₃ PtF₄ PtF₅ PtF₆ AuF AuF₃ AuF₅ AuF₇ Hg₂F₂ HgF₂ TlF TlF₃ PbF₂ PbF₄ BiF₃ BiF₅ PoF₂ PoF₄ PoF₆ AmF₃ AmF₄ PuF₃ TlF₃ UF₃ YbF₃ PuF₄ ThF₄ UF₄ UF₅ PtF₆ UF₆ PuF₄ ThF₄ UF₄ IF₅ UF₅ UF₆ PuF₆ CF₄ C₂F₄ ClF₅
Khác	AgBF₄ AgPF₆ Cs₂AlF₅ K₃AlF₆ Na₃AlF₆ KAsF₆ LiAsF₆ NaAsF₆ HBF₄ KBF₄ LiBF₄ NaBF₄ RbBF₄ Ba(BF₄)₂ Ni(BF₄)₂ Pb(BF₄)₂ Sn(BF₄)₂ BaClF BaSiF₆ BaGeF₆ BrOF₃ BrO₂F CBrF₃ CBr₂F₂ CBr₃F CClF₃ CCl₂F₂ CCl₃F CFN CF₂O CF₃I CHF₃ CH₂F₂ CH₃F C₂Cl₃F₃ C₂H₃F C₆H₅F C₇H₅F₃ C₁₅F₃₃N ClFO₂ CrFO₄ CrF₂O₂ CsBF₄ NH₄F FNO FNO₂ FNO₃ KHF₂ NaHF₂ ThOF₂ NH₅F₂ F₂OS F₃OP F₃PS HPF₆ HSbF₆ KPF₆ KSbF₆ LiPF₆ NaPF₆ NaSbF₆ Na₂SiF₆ Na₂TiF₆ Na₂ZrF₆ TlPF₆ IOF₃ K₂NbF₇ K₂TaF₇ IO₃F C₆H₅F CH₃F CH₂F₂ CHF₃ PSClF₂ NH₄HF₂ HSO₃F
Hợp chất halogen Fluor Chlor Brom Iod