Berillium-fluorid

Sablon:Vegyület infobox A berillium-fluorid berilliumból és fluorból álló szervetlen vegyület, képlete BeF₂. Fehér színű szilárd anyag. A fém berillium előállításának fő prekurzora. Szerkezete hasonlít a kvarcéra, de a BeF₂ nagyon jól oldódik a vízben.

Előállítása

Elő lehet állítani ammónium-tetrafluoroberillát(II) körülbelül 900 °C-on végzett termolízisével, utóbbi ammónium-fluorid és berillium-oxid reakciójával nyerhető:

$\mathrm{(}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{B}\mathrm{e}{\mathrm{F}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{B}\mathrm{e}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{F}$

A berilliumércek feldolgozása során szennyezett Be(OH)₂-t kapnak, melyet ammónium-hidrogénfluoriddal reagáltatnak és így ammónium-tetrafluoroberillát keletkezik:

Be(OH)₂ + 2 (NH₄)HF₂ → (NH₄)₂BeF₄ + 2 H₂O

A tetrafluoroberilát egy robusztus ion, a szennyeződésektől megtisztítható azok hidroxid formájában történő kicsapásával. A kívánt termék a tisztított ammónium-tetrafluoroberilát hevítésével állítható elő:

(NH₄)₂BeF₄ → 2 NH₃ + 2 HF + BeF₂

Tulajdonságai

Monomer BeF₂.

A berillium-fluoridban erős kovalens kötés található, így nem ionrácsos anyag, szilárdan állapotban polimer, az α-kvarccal (<430 °C) vagy β-krisztobalittal (> 516 °C) izotípusos szerkezetű. Minden berilliumcentrum körül négy fluor helyezkedik el tetraéderesen, a berillium 4-es koordinációjú, a fluor koordinációs száma 2. Ellentétben az izoelektronos szén-dioxiddal (CO₂), de megegyezik a szintén izoelektronos szilícium-dioxiddal (SiO₂). A polimer szerkezetében a fluoratomokat két berilliumatom hidalja át. Ebben az esetben a berillium-fluorid az AlF₃-hoz hasonlóan viselkedik. Rácsállandók a = 473,29 pm, c = 517,88 pm. Tércsoport P3₁21

A gáznemű berillium-fluorid lineáris monomer. Gyenge π-kötés (viszontkoordináció) történik a fluorról a berilliumra, utóbbi elektronhiányos voltát kompenzálandó. A Be−F kötéstávolság 143 pm.

Gőznyomása 10 Pa 686 °C-on, 100 Pa 767 °C-on, 1 kPa 869 °C-on, 10 kPa 999 °C-on, 100 kPa 1172 °C-on.

Mint minden berillium(II)-halogenid, Lewis sav, emiatt BeF₄²⁻ ionok keletkezhetnek belőle.

A folyékony berillium-fluorid bizonyos tekintetben hasonlít a vízre: mindkét folyadék háromatomos molekulákból áll, melyek között erős kölcsönhatás lép fel (előbbinél Be−F−Be kötések révén). A vízhez hasonlóan a sűrűsége csökken olvadáspontja közelében. A berillium-fluoridnak is fluktuáló tetraéderes szerkezete van.

Hidrolízis

A többi berillium-halogeniddel ellentétben nem disszociál közvetlenül hidratált berilliumionokra és megfelelő anionokra, hanem komplex reakciók sorozatával hidrolizál:

1. $\mathrm{B}\mathrm{e}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{]}$
2. $\mathrm{2}\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{]}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{)}{\mathrm{]}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{F}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{+}}$
3. $\mathrm{2}\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{)}{\mathrm{]}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}{\mathrm{F}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{]}$
4. $\mathrm{2}\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{F}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{+}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{]}\mathrm{+}\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}$

A keletkező komplex savas kémhatású a vízben:

$\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{]}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{[}\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}{\mathrm{]}}^{\mathrm{+}}$

Felhasználása

Tiszta berillium előállítására használják, magnéziummal redukálják 1300 °C-on grafittégelyben:

$\mathrm{B}\mathrm{e}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{⟶}\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{+}\mathrm{M}\mathrm{g}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}$

Használják üvegek előállítására és a reaktortechnikában.

Továbbá használják a biokémiában, főleg a fehérje krisztallográfiában.

Használják folyékony fluorid nukleáris reaktorokban. A lítium-fluoriddal vegyes FLiBe-t képez, amihez uránt és a tóriumot adnak hozzá. A berillium-fluorid rendkívül stabil kémiailag. A LiF/BeF₂-nek keveréknek alacsony az olvadáspontja (360 °C - 459 °C). A FLiBe legjobb tulajdonságú keverék a fluorid só reaktorban való felhasználásra.

Biztonság

Mint minden berilliumvegyület, erősen mérgező, és rákkeltő hatású. Nagyon jól oldódik vízben, és így könnyen felszívódik; az ATP felvételét gátolja. LD₅₀-értéke egérnél körülbelül 100 mg/kg lenyelve, és 1,8 mg/kg, ha intravénás injekcióval adják be.

Fordítás

• Sablon:Fordítás
• Sablon:Fordítás

További információk

• IARC Monograph "Beryllium and Beryllium Compounds"
• National Pollutant Inventory: Beryllium and compounds fact sheet
• National Pollutant Inventory: Fluoride and compounds fact sheet
• Hazards of Beryllium fluoride
• MSDS from which the LD50 figures