高氯酰氟
| 高氯酰氟 | |||
|---|---|---|---|
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| IUPAC名 Perchloryl fluoride | |||
| 别名 | Chlorine oxyfluoride, Perchlorofluoride, Chlorine fluorine oxide, Trioxychlorofluoride, Perchloric acid fluoride | ||
| 识别 | |||
| CAS号 | 7616-94-6 
| ||
| PubChem | 24258 | ||
| ChemSpider | 22680 | ||
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | XHFXMNZYIKFCPN-UHFFFAOYAO | ||
| EINECS | 231-526-0 | ||
| RTECS | SD1925000 | ||
| 性质 | |||
| 化学式 | ClO3F | ||
| 摩尔质量 | 102.4496 g·mol⁻¹ | ||
| 外观 | 无色气体 | ||
| 氣味 | 甜味 | ||
| 密度 | 1.434 g/cm3 | ||
| 熔点 | −147.8 °C（125 K） | ||
| 沸点 | −46.7 °C（226 K） | ||
| 溶解性（水） | 0.06 g/100 ml (20 °C) | ||
| 蒸氣壓 | 10.5 atm (20°C)[1] | ||
| 黏度 | 3.91 x 10−3 Pa.s (@ melting point) | ||
| 结构 | |||
| 分子构型 | 四面体[2]:373 | ||
| 热力学 | |||
| ΔfHm⦵298K | -21.42 kJ/mol [3]:380 | ||
| S⦵298K | 278.97 J/(mol*K) | ||
| 危险性 | |||
| 主要危害 | 腐蚀性，氧化性，毒性 | ||
| NFPA 704 |
 0
3
3
| ||
| PEL | TWA 3 ppm (13.5 mg/m3)[1] | ||
| TLV | 3 ppm | ||
| 致死量或浓度： | |||
LC50（中位浓度）
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385 ppm (rat, 4 hr) 451 ppm (dog, 4 hr)[4] | ||
LCLo（最低）
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2000 ppm (rat, 40 min) 451 ppm (dog, 4 hr)[4] | ||
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
高氯酰氟[5]是具有化学式ClFO
3的活泼气体，具有类似于汽油和煤油的独特甜味[6]。有毒，是一种强大的氧化剂和氟化剂。是高氯酸的酸性氟化物 。
尽管高氯酰氟的生成焓（ ΔHf°=-5.2千卡/摩尔）很小，但它是热力学稳定的，在400℃才分解。[2]:380对还原剂和阴离子具有很强的反应性，但氯原子充当亲电体。[2]:382 与还原剂如金属酰胺、金属、氢化物等发生爆炸性反应[6]。与氯酰氟不同，其在水中的水解非常缓慢。
合成与化学
[编辑]高氯酰氟主要由氟化高氯酸盐产生。常用五氟化锑作为氟化剂： [2]:372–373
- ClO−
4 + 3 HF + 2 SbF
5 → ClO
3F + H
3O+
+ 2 SbF−
6
ClO
3F与醇反应生成烷基高氯酸盐，这是对震动极其敏感的炸药。 [7] 在路易斯酸存在下，它可用于通过亲电芳香取代将–ClO
3基团引入芳香环。 [8]
应用
[编辑]高氯酰氟在有机化学中用作温和的氟化剂。[2] :383 它是第一种工业上的亲电氟化剂，自20世纪60年代起用于生产氟化类固醇。[7] 在氯化铝存在下，它也被用作芳族化合物的亲电子高氯化试剂。[9]
研究了高氯酰氟作为高性能液体火箭燃料氧化剂的用途。[10] 与五氟化氯和五氟化溴相比，它具有明显更低的比冲 ，但不会腐蚀容器。 不需要低温储存。 火箭燃料化学家John Drury Clark在他的书《Ignition！》中报道称 [11]高氯酰氟与全卤素氧化剂如三氟化氯和五氟化氯完全混溶，这种混合物提供了适当燃烧含碳燃料所需的氧气。
安全
[编辑]高氯酰氟氟化物是有毒的，TLV为3ppm。[13] 它对肺和眼睛具有强烈的刺激性，能够灼伤暴露的皮肤。其IDLH水平为100 ppm。[14] 接触的症状包括头晕、头痛、晕厥和紫绀。 暴露于毒性水平会导致严重的呼吸道炎症和肺水肿。[10]
参考文献
[编辑]- ^ 1.0 1.1 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0490. NIOSH.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Harry Julius Emeléus; A. G. Sharpe. Advances in inorganic chemistry and radiochemistry, Volume 18. Academic Press. 1976. ISBN 0-12-023618-4.
- ^ NIST Chemistry WebBook, SRD 69. 2018 [2019-08-24]. （原始内容存档于2020-06-03）.
|article=被忽略 (帮助) - ^ 4.0 4.1 Perchloryl fluoride. Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
- ^ Chemical Science and Technology Laboratory. Perchloryl fluoride. National Institute of Standards and Technology. [2009-11-28]. （原始内容存档于2020-06-03）.
- ^ 6.0 6.1 Jared Ledgard. The Preparatory Manual of Explosives 3rd. Lulu.com. 2007: 77. ISBN 0-615-14290-7.
- ^ 7.0 7.1 Peer Kirsch. Modern fluoroorganic chemistry: synthesis, reactivity, applications. Wiley-VCH. 2004: 74. ISBN 3-527-30691-9.
- ^ Peter Bernard David De la Mare. Electrophilic halogenation: reaction pathways involving attack by electrophilic halogens on unsaturated compounds. CUP Archive. 1976: 63. ISBN 0-521-29014-7.
- ^ Inman, C. E.; Oesterling, R. E.; Tyczkowski, E. A. Reactions of Perchloryl Fluoride with Organic Compounds. I. Perchlorylation of Aromatic Compounds1. Journal of the American Chemical Society. 1958-10-01, 80 (19): 5286–5288. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja01552a069.
- ^ 10.0 10.1 John Burke Sullivan; Gary R. Krieger. Clinical environmental health and toxic exposures 2nd. Lippincott Williams & Wilkins. 2001: 969. ISBN 0-683-08027-X.
- ^ 存档副本 (PDF). [2019-08-24]. （原始内容存档 (PDF)于2019-07-16）.
- ^ Schmauch, G. E.; Serfass, E. J. The Use of Perchloryl Fluoride in Flame Photometry. Applied Spectroscopy. 1958, 12 (3): 98–102. Bibcode:1958ApSpe..12...98S. doi:10.1366/000370258774615483.
- ^ National Institute for Occupational Safety and Health. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. Centers for Disease Control and Prevention. [2013-10-31]. （原始内容存档于2013-11-03）.
- ^ National Institute for Occupational Safety and Health. Documentation for Immediately Dangerous To Life or Health Concentrations (IDLHs). Centers for Disease Control and Prevention. [2013-10-31]. （原始内容存档于2013-11-03）.