Sắt(III) fluoride

Sắt(III) fluoride
Sắt(III) fluoride
	Cấu trúc của sắt(III) fluoride giống nhôm fluoride
	Cấu trúc của sắt(III) fluoride
Danh pháp IUPAC	Iron(III) fluoride
Tên khác	Sắt trifluoride; Ferric fluoride; Ferrum(III) fluoride; Ferrum trifluoride
Nhận dạng
Số CAS	7783-50-8
PubChem	24552
Số RTECS	NO6865000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ F[Fe](F)F ;
InChI	đầy đủ 1/3FH.Fe/h3*1H;/q;;;+3/p-3;
ChemSpider	22958
Thuộc tính
Công thức phân tử	FeF3
Khối lượng mol	112,8422 g/mol (khan); 166,88804 g/mol (3 nước)
Bề ngoài	tinh thể lục nhạt
Khối lượng riêng	3,87 g/cm³ (khan); 2,3 g/cm³ (3 nước)
Điểm nóng chảy	1.000 °C (1.270 K; 1.830 °F)
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	tan ít (khan); 49,5 mg/100 mL (3 nước), xem thêm bảng độ tan
Độ hòa tan	tan ít trong etanol, ete, benzen
MagSus	+13,760·10-6 cm³/mol
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Trực thoi, hR24
Nhóm không gian	R-3c, No. 167
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	ăn mòn
Ký hiệu GHS
Báo hiệu GHS	Danger
Chỉ dẫn nguy hiểm GHS	H302, H312, H314, H332
Chỉ dẫn phòng ngừa GHS	P260, P301+P330+P331, P303+P361+P353, P305+P351+P338, P405, P501
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Sắt(III) chloride; Sắt(III) bromide; Sắt(III) iodide
Cation khác	Mangan(III) fluoride; Coban(III) fluoride; Rutheni(III) fluoride
Hợp chất liên quan	Sắt(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

Sắt(III) fluoride, còn được gọi là ferric fluoride, là các hợp chất vô cơ có công thức FeF₃(H₂O)_x trong đó x = 0 hoặc 3. Chúng chủ yếu được các nhà nghiên cứu quan tâm, không giống như sắt(III) chloride có liên quan. Sắt(III) fluoride khan có màu trắng, còn các dạng ngậm nước có màu hồng nhạt.^[2]

Tính chất vật lý và hóa học

Sắt(III) fluoride là một chất rắn bền với nhiệt, phản từ^[3] bao gồm các trung tâm Fe(III) có độ xoáy cao, phù hợp với màu nhạt của tất cả các dạng của chất này. Cả sắt(III) fluoride khan cũng như hydrat của nó đều hút ẩm.

Cấu trúc

Dạng khan có một cấu trúc đơn giản với các trung tâm bát diện Fe(III)F₆ được liên kết với nhau bằng các liên kết Fe–F–Fe tuyến tính. Trong tinh thể học, các tinh thể được phân loại là hình thoi với một nhóm không gian R-3c.^[4] Mô-típ cấu trúc tương tự có ReO₃. Mặc dù chất rắn không bay hơi, nó bay hơi ở nhiệt độ cao, khí ở 987 ℃ bao gồm FeF₃, một phân tử phẳng đối xứng D_3h với ba liên kết Fe–F bằng nhau, chiều dài 176,3 pm.^[5] Ở nhiệt độ rất cao, nó bị phân hủy tạo ra FeF₂ và F₂.

Hai dạng tinh thể, tinh thể hoặc nhiều hơn về mặt kỹ thuật, dạng đa hình của FeF₃·3H₂O được biết đến, dạng α và β. Chúng được điều chế bằng cách làm bay hơi dung dịch HF chứa Fe³⁺ ở nhiệt độ phòng (dạng α) và trên 50 ℃ (dạng β). Nhóm không gian có dạng is là P4/m và dạng α duy trì nhóm không gian P4/m với cấu trúc con J6. Dạng α rắn không ổn định và chuyển thành dạng β trong vòng vài ngày. Hai dạng được phân biệt bởi sự khác biệt của chúng trong việc tách chúng từ phổ Mössbauer của chúng.^[6]

Điều chế, trạng thái, phản ứng

Sắt(III) fluoride khan được điều chế bằng cách xử lý hầu như mọi hợp chất sắt khan bằng fluor. Thực tế hơn và giống như hầu hết các fluoride kim loại, nó được điều chế bằng cách xử lý chloride tương ứng bằng hydro fluoride:^[7]

FeCl₃ + 3HF → FeF₃ + 3HCl

Nó cũng hình thành như một sự thụ động khi tiếp xúc giữa sắt (và thép) với hydro fluoride.^[8] Các hydrat được kết tinh từ dung dịch acid hydrofluoric.^[6]

Với xenon hexafluoride, nó tạo thành phức [FeF₄][XeF₅].^[4]

Ứng dụng

Việc sử dụng thương mại chính của sắt(III) fluoride là sản xuất gốm sứ.^[9]

Một số phản ứng ghép chéo được xúc tác bởi các hợp chất gốc fluoride sắt. Cụ thể, sự ghép của các hợp chất biaryl được xúc tác bởi các phức sắt(II) fluoride hydrat của các phối tử carbene N-dị vòng. Các fluoride kim loại khác cũng xúc tác và cho các phản ứng tương tự.^[10]^[11] Sắt(III) fluoride cũng đã được chứng minh là chất xúc tác cho việc bổ sung hóa chất của xyanua vào aldehyde để tạo ra các cyanohydrin.^[12]

An toàn

Các chất khan là một chất khử nước mạnh mẽ. Sự hình thành của sắt(III) fluoride có thể là nguyên nhân gây ra vụ nổ xi lanh khí hydro fluoride.^[13]

Hợp chất khác

FeF₃ tạo được một số hợp chất với NH₃:

FeF₃·NH₃ – chất rắn lục nhạt;
FeF₃·3NH₃ – chất rắn màu trắng đến không màu, d = 2 g/cm³.^[14]

Tham khảo

^ ^a ^b ^c ^d “Iron(III) Fluoride”. American Elements. Truy cập ngày 5 tháng 11 năm 2018.
^ Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (2008) Inorganic Chemistry (3rd ed.), Pearson: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.
^ Wollan, E. O.; Child, H. R.; Koehler, W. C.; Wilkinson. M. K. (tháng 11 năm 1958). “Antiferromagnetic properties of the iron group trifluorides”. Physical Review. 112 (4): 1132–1136. doi:10.1103/PhysRev.112.1132.
^ ^a ^b Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (ấn bản thứ 2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4
^ Hargittai, M.; Kolonits, M.; Tremmel, J.; Fourquet. J.; Ferey, G. (tháng 1 năm 1990). “The molecular geometry of iron trifluoride from electron diffraction and a reinvestigation of aluminum trifluoride”. Structural Chemistry. 1 (1): 75–78. doi:10.1007/BF00675786.
^ ^a ^b Karraker, D. G.; Smith, P. K. (tháng 3 năm 1992). “α- and β-FeF₃•3H₂O Revisited: Crystal Structure and ⁵⁷Fe Mössbauer Spectra”. Inorganic Chemistry. 31 (6): 1118–1120. doi:10.1021/ic00032a042.
^ Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 266–267.
^ J. Aigueperse, P. Mollard, D. Devilliers, M. Chemla, R. Faron, R. Romano, J. P. Cuer, "Fluorine Compounds, Inorganic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005.doi:10.1002/14356007.a11_307
^ "Ferric Fluoride." CAMEO Chemicals. National Oceanic and Atmospheric Administration. Web. 7 Apr. 2010.<http://cameochemicals.noaa.gov/chemical/3468>
^ Hatakeyama, T.; Nakamura M. (tháng 7 năm 2007). “Iron-Catalyzed Selective Biaryl Coupling: Remarkable Suppression of Homocoupling by the Fluoride Anion”. Journal of the American Chemical Society. 129 (32): 9844–9845. doi:10.1021/ja073084l. PMID 17658810.
^ Hatakeyama, T.; Hashimoto, S.; Ishizuka, K.; Nakamura, M. (tháng 7 năm 2009). “Highly Selective Biaryl Cross-Coupling Reactions between Aryl Halides and Aryl Grignard Reagents: A New Catalyst Combination of N-Heterocyclic Carbenes and Iron, Cobalt, and Nickel Fluorides”. Journal of the American Chemical Society. 131 (33): 9844–9845. doi:10.1021/ja9039289. PMID 19639999.
^ Bandgar, B. T.; Kamble, V. T. (tháng 7 năm 2001). “Organic Reactions in aqueous medium: FeF₃ catalyzed chemoselective addition of cyanotrimethylsilane to aldehydes”. Green Chemistry. 3 (5): 265. doi:10.1039/b106872p.
^ “A recent explosion of a lecture-size cylinder of hydrogen fluoride... has renewed concerns that compressed gas cylinders can be especially dangerous” (PDF). University of California San Francisco. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 1 tháng 9 năm 2006.
^ Handbook of inorganic substances 2017, trang 87; 1146 – [1].

Liên kết ngoài

[sds-1] “Iron(III) Fluoride”. American Elements. Truy cập ngày 5 tháng 11 năm 2018.

[housecroft-2] Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (2008) Inorganic Chemistry (3rd ed.), Pearson: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.

[3] Wollan, E. O.; Child, H. R.; Koehler, W. C.; Wilkinson. M. K. (tháng 11 năm 1958). “Antiferromagnetic properties of the iron group trifluorides”. Physical Review. 112 (4): 1132–1136. doi:10.1103/PhysRev.112.1132.

[Greenwood-4] Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (ấn bản thứ 2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4

[5] Hargittai, M.; Kolonits, M.; Tremmel, J.; Fourquet. J.; Ferey, G. (tháng 1 năm 1990). “The molecular geometry of iron trifluoride from electron diffraction and a reinvestigation of aluminum trifluoride”. Structural Chemistry. 1 (1): 75–78. doi:10.1007/BF00675786.

[IC-6] Karraker, D. G.; Smith, P. K. (tháng 3 năm 1992). “α- and β-FeF₃•3H₂O Revisited: Crystal Structure and ⁵⁷Fe Mössbauer Spectra”. Inorganic Chemistry. 31 (6): 1118–1120. doi:10.1021/ic00032a042.

[7] Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 266–267.

[Ullmann-8] J. Aigueperse, P. Mollard, D. Devilliers, M. Chemla, R. Faron, R. Romano, J. P. Cuer, "Fluorine Compounds, Inorganic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005.doi:10.1002/14356007.a11_307

[cameo-9] "Ferric Fluoride." CAMEO Chemicals. National Oceanic and Atmospheric Administration. Web. 7 Apr. 2010.<http://cameochemicals.noaa.gov/chemical/3468>

[10] Hatakeyama, T.; Nakamura M. (tháng 7 năm 2007). “Iron-Catalyzed Selective Biaryl Coupling: Remarkable Suppression of Homocoupling by the Fluoride Anion”. Journal of the American Chemical Society. 129 (32): 9844–9845. doi:10.1021/ja073084l. PMID 17658810.

[hatakeyama2-11] Hatakeyama, T.; Hashimoto, S.; Ishizuka, K.; Nakamura, M. (tháng 7 năm 2009). “Highly Selective Biaryl Cross-Coupling Reactions between Aryl Halides and Aryl Grignard Reagents: A New Catalyst Combination of N-Heterocyclic Carbenes and Iron, Cobalt, and Nickel Fluorides”. Journal of the American Chemical Society. 131 (33): 9844–9845. doi:10.1021/ja9039289. PMID 19639999.

[bandgar-12] Bandgar, B. T.; Kamble, V. T. (tháng 7 năm 2001). “Organic Reactions in aqueous medium: FeF₃ catalyzed chemoselective addition of cyanotrimethylsilane to aldehydes”. Green Chemistry. 3 (5): 265. doi:10.1039/b106872p.

[13] “A recent explosion of a lecture-size cylinder of hydrogen fluoride... has renewed concerns that compressed gas cylinders can be especially dangerous” (PDF). University of California San Francisco. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 1 tháng 9 năm 2006.

[14] Handbook of inorganic substances 2017, trang 87; 1146 – [1].

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

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