Фториды

Фтори́ды — химические соединения фтора с другими элементами. Фториды известны для всех элементов, кроме гелия, неона и аргона^[1]. К фторидам относят как бинарные соединения - ионные фториды (соли фтороводородной кислоты и металлов, ковалентные фториды переходных металлов в высших степенях окисления и фториды неметаллов), так и сложные неорганические соединения (фторангидриды кислот, комплексные фториды, гидрофториды металлов, фторированный графит).

Фториды металлов

Фториды щелочных, щелочноземельных металлов и переходных металлов в низших степенях окисления (трифториды редкоземельных элементов и актиноидов, моно- ди- и трифториды d-элементов) имеют ионную структуру и являются солями фтороводородной (плавиковой) кислоты. Для таких ионных фторидов характерны высокие значения энергии кристаллической решетки и, соответственно, высокие температуры плавления и кипения.

При увеличении степени окисления характер связи между фтором и металлом во фторидах переходных металлов становится ковалентным и соответственно изменяются свойства фторидов: так, например, гексафторид урана UF₆ при атмосферном давлении возгоняется при 56,4 °C и под давлением 1,44 МПа плавится при 64 °C.

Координационное число кристаллической решетки фторидов металлов зависит от размера катиона: в случае малого радиуса катиона координационное число равно четырем (например, для BeF₂ с тетраэдрическими окружением анионами фтора катиона бериллия), при увеличении радиуса катиона координационое число увеличивается до шести (например, UF₆ с октаэдрическим оккружением атомами фтора атома урана).

Фториды неметаллов

Фториды неметаллов — жидкости или газы. Получение фторидов может быть выполнено путем взаимодействия фтора с элементами, воздействием фтороводорода на металлы и рядом других способов.

Получение фторидов

• Фториды большинства элементов можно получать взаимодействием простых веществ:

$\mathsf{H_2 + F_2 \rightarrow 2HF}$

$\mathsf{2Fe + 3F_2 \rightarrow 2FeF_3}$

• Ряд фторидов можно получать по реакциям обмена:

$\mathsf{HF + KOH \rightarrow KF + H_2O}$

• Высшие фториды обычно получают из низших действием фтора:

$\mathsf{ClF_3 + F_2 \rightarrow ClF_5}$

Применение

Фториды достаточно широко используются в промышленности:

• Один из главных источников получения свободного фтора методом электролиза — фторид кальция (CaF₂).
• Некоторые фториды неметаллов применяются в качестве окислителя ракетного топлива (ClF₃, ClF₅).
• Для изотопного разделения урана (UF₆).
• Для производства оптических стёкол (LiF, MgF₂, CaF₂ и др.).
• Для фторирования органических и неорганических соединений (CoF₃, AgF, ClF₅)
• Гексафторид серы применяют в качестве газообразного диэлектрика.

Примечания

1. ↑ Однако существует очень нестабильный гидрофторид аргона, распадающийся уже при -256 °C.