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
Registrační číslo CAS
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
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 BF3 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.