Fluorid boritý

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Fluorid boritý
BF3.svg
Obecné
Systematický název Fluorid boritý
Ostatní názvy Trifluoroboran
Anglický název Boron trifluoride
Německý název Bortrifluorid
Sumární vzorec BF3
Vzhled Bezbarvý plyn
Identifikace
Vlastnosti
Molární hmotnost 67,805 g/mol
Teplota tání -127,1 °C
Teplota varu -99,9 °C
Hustota 1,98 g/cm3 (-188 °C, pevná látka)
1,589 g/cm3 (-101 °C, kapalina)
0,002 99 g/cm3 (20 °C, 1013 hPa, plyn)
Kritická teplota Tk -12,25 °C
Kritický tlak pk 4 980 kPa
Rozpustnost ve vodě Prudká reakce
Tlak páry 1,333 kPa (-142 °C)
13,332 kPa (-124 °C)
Ionizační energie 15,5 eV
Struktura
Koordinační geometrie rovnostranný trojúhelník
Tvar molekuly rovinný
Dipólový moment 0 Cm
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf° -1 137 kJ/mol
Entalpie tání ΔHt 68,1 J/g
Entalpie varu ΔHv 252 J/g
Standardní molární entropie S° 254,3 JK-1mol-1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf° -1 120 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp 0,744 JK-1g-1
Bezpečnost
Vysoce toxický
Vysoce toxický (T+)
Žíravý
Žíravý (C)
R-věty R14, R26, R35
S-věty S1/2, S9, S26, S28, S36/37/39, S45
NFPA 704
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky
SI a STP (25 °C, 100 kPa).

Fluorid boritý je ostře štiplavě páchnoucí bezbarvý toxický plyn s hustotou více než dvakrát (2,37×) větší než vzduch.

Příprava[editovat | editovat zdroj]

Fluorid boritý lze připravit přímým slučováním elementárního bóru s plynným fluorem za zvýšené teploty

2 B + 3 F2 → 2 BF3;

reakce je značně prudká, proto bývá plynný fluor ředěn dusíkem, který slouží jako inertní plyn. Obvykle se však připravuje reakcí oxidu boritého s fluorovodíkem

B2O3 + 6 HF
→ 2 BF3 + 3 H2O.

Vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Molekulární geometrie BF3

Molekula fluoridu boritého je planární (rovinná) a má trojčetnou symetrii (bodová grupa symetrie D3h). Vzhledem k této symetrii nemá tato molekula dipólový moment, ačkoliv jednotlivé vazby B—F jsou samy o sobě značně polarizované se záporným nábojem na atomu fluoru a s kladným na atomu bóru.

Vzhledem k tomu, že valenční elektronová slupka atomu bóru v této molekule je neúplně obsazená pouze šesti elektrony (je elektronově deficitní), funguje jako elektron akceptor a v reakcích vystupuje jako Lewisova kyselina. Proto se molekula fluoridu boritého váže s molekulami obsahujícími volný elektronový pár. Např. s fluorovodíkem vytváří kyselinu tetrafluoroboritou

BF3 + HF → HBF4;

podobně s fluoridovými solemi, např. fluoridem draselným vytváří komplexní soli

KF + BF3 → K[BF4],

v tomto případě tetrafluoroboritan draselný.

S menšími molekulami, jejichž některý atom má volný elektronový pár, tvoří adiční sloučeniny. Např. s vodou vytváří relativně stabilní komplex

BF3 + H2 → F3B-—O+H2,

který se jen pozvolna za normální teploty rozkládá na kyselinu difluoroboritou a fluorovodík

F3B-—O+H2 → HF + HBOF2.

Tato hydrolýza může proběhnout, byť pomalu a méně snadno, než tomu je u jiných halogenidů boritých (např. u chloridu boritého), sumárně až k rozkladu na kyselinu boritou

BF3 + 3 H2O → H3BO3 + 3 HF.

V důsledku toho se při styku plynného fluoridu boritého s vlhkým vzduchem vytváří dým, tvořený směsí pevných hydrolytických produktů. Probíhá-li však hydrolýza ve vodném prostředí (např. rozpouštěním BF3 ve vodě), vzniká jako výsledný produkt směsný roztok, tvořený kyselinou boritou, kyselinou tetrafluoroboritou a kyselinou fluorovodíkovou

2 BF3 + 3 H2O → H3BO3 + 2 HF + HBF4.

S amoniakem vytváří fluorid boritý stabilní komplex

BF3 + NH3 → F3B-—N+H3.

Významná je tvorba komplexu s diethyletherem

BF3 + CH3OCH3 → F3B-—O+(CH3)2.

Tato sloučenina je za normálních podmínek kapalná a používá se při řadě aplikací ke skladování jinak nebezpečného fluoridu boritého nebo při manipulaci s ním.

Použití[editovat | editovat zdroj]

Fluorid boritý se používá pro vnášení atomů bóru (dopování) do monokrystalických vrstev křemíku pří výrobě polovodičů typu p.

Fyziologické působení[editovat | editovat zdroj]

Plynný fluorid boritý při nadechnutí uvolňuje působením vody ve sliznicích fluorovodík, který je dráždí. Ve větším množství může způsobit poleptání sliznic nebo kůže, případně až edém plic.

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • VOHLÍDAL, JIŘÍ; ŠTULÍK, KAREL; JULÁK, ALOIS. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha : Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.