Fluorid berylnatý

Fluorid berylnatý je anorganická sloučenina s chemickým vzorcem BeF₂. Tato bílá pevná látka je hlavním prekurzorem pro výrobu kovového beryllia. Strukturou se fluorid berylnatý podobá křemeni, ale fluorid berylnatý je dobře rozpustný ve vodě.

Fluorid berylnatý
Obecné
Systematický název	Fluorid berylnatý
Anglický název	Beryllium fluoride
Německý název	Berylliumfluorid
Sumární vzorec	BeF2
Vzhled	bezbarvý, sklovité hrudky
Identifikace
Registrační číslo CAS	7787-49-7
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	232-118-5
PubChem	24589
ChEBI	CHEBI:49499
UN kód	1566
SMILES	[Be+2].[F-].[F-]
InChI	InChI=1S/Be.2FH/h;2*1H/q+2;;/p-2 Key: JZKFIPKXQBZXMW-UHFFFAOYSA-L
Číslo RTECS	DS2800000
Vlastnosti
Molární hmotnost	47.01 g/mol
Teplota tání	554 °C (1,029 °F; 827 K)
Teplota varu	1,169 °C (2,136 °F; 1,442 K)
Hustota	1,986 g/dm3
Rozpustnost ve vodě	dobře rozpustný
Struktura
Krystalová struktura	trojklonná
Tvar molekuly	lineární
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°	−1010 kJ/mol
Standardní molární entropie S°	45 J/K*mol
Měrné teplo	59 J/mol*K
Bezpečnost
GHS05 GHS06 GHS08 GHS09
H-věty	H301, H305, H311, H314, H315, H319, H330, H335, H372, H411
P-věty	P201, P202, P260, P264, P270, P271, P273, P280, P281, P284, P301+310, P301+330+331, P302+352, P303+361+353, P304+340, P305+351+338, P308+313, P310, P312, P314, P320, P321, P322, P330, P361, P363, P391, P403+233, P405, P501
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Vlastnosti

Fluorid berylnatý má výrazné optické vlastnosti. Ve formě fluoroberylátového skla má nejnižší index lomu pro pevnou látku při pokojové teplotě 1,275. Disperze fluoridu berylnatého je nejnižší pro pevnou látku a činí 0,0093 a nelineární koeficient je rovněž nejnižší a činí 2×10⁻¹⁴.

Struktura

Struktura plynného fluoridu berylnatého

Struktura pevného fluoridu berylnatého se podobá struktuře cristobalitu. Ionty Be²⁺ jsou tetraedricky koordinované a fluoridy mají koordinační číslo dva.^[1] Délka vazeb mezi fluorem a berylliem je přibližně 1,54 Å.^[2] Analogicky k oxidu křemičitému může fluorid berylnatý také zaujímat řadu příbuzných struktur. Analogie existuje také mezi fluoridem berylnatým a fluoridem hlinitým: oba přijímají při mírné teplotě rozšířené struktury.

Plynný a kapalný fluorid berylnatý

Plynný fluorid berylnatý má lineární strukturu se vzdáleností Be-F 143 pm.^[3] Fluorid berylnatý dosahuje tlaku par 10 Pa při 686 °C, 100 Pa při 767 °C, 1 kPa při 869 °C, 10 kPa při 999 °C a 100 kPa při 1172 °C.^[4]

Molekuly kapalného fluoridu berylnatého mají kolísavou tetraedrickou strukturu. Hustota kapalného fluoridu berylnatého navíc v blízkosti bodu tuhnutí klesá, protože ionty Be²⁺ a F⁻ se začínají vzájemně silněji koordinovat, což vede k rozšiřování dutin.^[5]

Příprava

Při zpracování beryliových rud vzniká nečistý hydroxid berylnatý. Tento materiál reaguje s hydrogendifluoridem amonným za vzniku tetrafluoroberylnatanu amonného:

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

Tetrafluoroberylnatan je čištěn srážením. Zahříváním přečištěného (NH₄)₂BeF₄ vzniká fluorid berylnatý:

(NH₄)₂BeF₄ → 2 NH₃ + 2 HF + BeF₂

Reaktivita iontů fluoridu berylnatého s fluoridy je obecně zcela analogická reakcím oxidu křemičitého s oxidy.^[6]

Využití

Redukce fluoridu berylnatého při 1300 °C s hořčíkem v grafitovém kelímku představuje nejpraktičtější cestu k zisku kovového beryllia:^[3]

BeF₂ + Mg → Be + MgF₂

Chlorid berylnatý není užitečným prekurzorem kvůli své těkavosti.

Fluorid berylnatý se využívá v biochemii, zejména v krystalografii proteinů, jako napodobenina fosfátu. ADP a fluorid berylnatý mají tedy tendenci se společně vázat na místa ATP a inhibovat působení proteinů, což umožňuje krystalizovat proteiny ve vázaném stavu.^[7][8]

Fluorid berylnatý tvoří základní složku preferované směsi fluoridových solí používané v jaderných reaktorech s kapalným fluoridem. Fluorid berylnatý se obvykle mísí s fluoridem lithným, čímž vzniká základní rozpouštědlo (FLiBe), do kterého se zavádějí fluoridy uranu a thoria. Fluorid berylnatý je mimořádně chemicky stabilní a směsi LiF/BeF₂ (FLiBe) mají nízké teploty tání (360–459 °C) a nejlepší vlastnosti ze všech kombinací fluoridových solí vhodných pro použití v reaktorech.

Bezpečnost

Sloučeniny beryllia jsou vysoce toxické. Zvýšená toxicita berylia v přítomnosti fluoridu byla zaznamenána již v roce 1949.^[9] LD50 u myší je přibližně 100 mg/kg při požití a 1,8 mg/kg při injekci do žíly.