Гидрофториды металлов
Гидрофтори́ды мета́ллов, неорганические соединения, содержащие в молекуле катионы металлов и анионы HF2− или НnF2+n−. Являются продуктами присоединения фтороводорода HF к фторидам металлов. Известны для щелочных, некоторых щёлочноземельных металлов, Ag+, Tl+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+ и др. Бесцветные кристаллы или жидкости с высокой электрической проводимостью (см. таблицу).
Таблица. Свойства гидрофторидов металлов
Соединение | Плотность, г/см3 | Tпл, °С | Tразл, °С | C°p, Дж/(моль·К) | ΔH°обр, кДж/моль | ΔG°обр, кДж/моль | S°298, Дж/(моль·К) |
LiHF2 | 2,05 | – | 150 | 70,21 | −939,3 | −871,9 | 71,00 |
NaHF2 | 2,16 | 380 (с разл.) | <270 | 75,02 | −918,4 | −950,2 | 90,92 |
KHF2 | 2,37 | 238,7 | около 400 | 76,90 | −925,9 | −857,7 | 104,2 |
RbHF2 | 3,10 | 180,05 | – | 87,28 | −922,6 | −857,7 | 135,2 |
AgHF2 | – | – | – | 81 | – | – | 128 |
TlHF2 | 6,30 | – | – | 88,91 | – | – | 146,0 |
Tпл – температура плавления; Tразл – температура разложения; C°p – теплоёмкость при постоянном давлении в стандартном состоянии при 298,15 К; ΔH°обр – энтальпия образования вещества в стандартном состоянии при 298,15 К; ΔG°обр – энергия Гиббса образования вещества в стандартном состоянии при 298,15 К; S°298 – энтропия в стандартном состоянии при 298,15 К.
Гидрофториды металлов при нагревании разлагаются с выделением HF. Высшие гидрофториды металлов (п ⩾ 3) разлагаются уже при комнатной температуре. Температуры плавления и разложения увеличиваются с ростом атомной массы металла и уменьшаются с увеличением п. Например, температуры плавления CsH2F3 и CsH6F7 равны соответственно 50,2 и −42,3 °С.
Гидрофториды металлов хорошо растворяются в жидком HF и почти не растворяются в органических растворителях, гидрофториды щелочных металлов (кроме Na) хорошо растворяются в воде.
Спектры комбинационного рассеяния и ИК-спектры содержат полосы поглощения при 1020–1250 и 1480–1800 см−1, характеристичные для иона HF2− (для изолированного иона 1217 и 1364 см−1).
При 100–200 °С гидрофториды металлов взаимодействуют с Si, Al, Ti и некоторыми другими металлами, оксидами (В2О3, SiO2, Al2O3 и др.) и солями. Наибольшей реакционной способностью обладают гидрофториды щелочных металлов.
Получают гидрофториды металлов взаимодействием простых фторидов, оксидов или гидроксидов металлов, а также солей (например, карбонатов) с HF, NH4HF2 или их водными растворами.
Гидрофториды металлов – фторирующие агенты в производстве фторсодержащих органических и неорганических соединений; компоненты электролитов для получения F2 и NF3, припоев и флюсов, растворов для травления стекла, полупроводников и металлов; инсектициды; в лаборатории – источники безводного HF. Гидрофториды металлов – промежуточные продукты в производстве HF. Токсичны, ПДК в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м3 в пересчёте на HF.
По свойствам к гидрофторидам металлов близки гидрофториды аммония и гидразина. Известны также двойные гидрофториды (например, NH4HF2 · NaHF2).