Цезиум флуорид

Цезиум флуорид — неорганско соединение со формула CsF и е хигроскопна бела сол. Цезиум флуорид може да се користи во органските синтези како извор на флуориден анјон. Цезиум исто така има најголема електропозитивност од сите елементи, додека пак флуор има највисока електронегативност од сите до сега познати елементи.

Цезиум флуорид

Назив според МСЧПХ Цезиум флуорид
Други називи Цезиум флуорид
Назнаки
CAS-бр.	13400-13-0 Ок
ChemSpider	24179 Ок
EC-број	236-487-3
InChI InChI=1S/Cs.FH/h;1H/q+1;/p-1 Ок Клуч: XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M Ок InChI=1/Cs.FH/h;1H/q+1;/p-1 Клуч: XJHCXCQVJFPJIK-REWHXWOFAY
3Д-модел (Jmol)	Слика
PubChem	25953
RTECS-бр.	FK9650000
SMILES [F-].[Cs+]
UNII	T76A371HJR
Својства
Хемиска формула
Моларна маса	0 g mol−1
Изглед	бела кристална супстанца
Густина	4.64 g/cm3[1]
Точка на топење
Точка на вриење
Растворливост во вода	573.0 g/100 mL (25 °C)[1]
Растворливост	Нерастворлив во ацеток, диетил етер, пиридин и етанол 191 g/100 mL во метанол.
Магнетна чувствителност (χ)	-44.5·10−6 cm3/mol[2]
Показател на прекршување (nD)	1.477
Структура
Кристална структура	Кубична, cF8
Просторна група	Fm3m, No. 225[3]
Константа на решетката
Координациска геометрија	Октаедрална
Диполен момент	7.9 D
Термохемија
Ст. енталпија на образување ΔfHo298	-553.5 kJ/mol[4]
Стандардна моларна ентропија So298	92.8 J/mol·K[4]
Специфичен топлински капацитет, C	51.1 J/mol·K[4]
Опасност
Безбедност при работа:
Главни опасности	токсично
GHS-ознаки:
Пиктограми
Сигнални зборови	Опасност
Изјави за опасност	H301, H311, H315, H318, H331, H361f
Изјави за претпазливост	P201, P202, P260, P261, P264, P270, P271, P280, P281, P301+P310, P301+P330+P331, P302+P352, P303+P361+P353, P304+P340, P305+P351+P338, P308+P313, P310, P311, P312, P321, P322, P330, P332+P313, P361, P362, P363, P403+P233, P405, P501
NFPA 704	3 0 0
Температура на запалување	Non-flammable
Безбедносен лист	External MSDS
Слични супстанци
Други анјони	Цезиум хлорид Цезиум бромид Цезиум јодид Цезиум астатид
Други катјони	Литиум флуорид Натриум флуорид Калиум флуорид Рубидиум флуорид Франциум флуоруд
Дополнителни податоци
Ок(што е ова?)  (провери) Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Синтеза и својства

Кристални CsF ланци израснати во јаглеродна наноцевка со двојни ѕидови.^[5]

Цезиум флуоридот може да се подготви со реакција на цезиум хидроксид (CsOH) со флуороводородна киселина (HF) и добиената сол потоа може да се прочисти со прекристализација. Реакцијата е прикажана подолу:

CsOH + HF → CsF + H₂O

Користејќи ја истата реакција, друг начин за да се создаде цезиум флуорид е да се третира цезиум карбонат(Cs₂CO₃) со флуороводородна киселина и повторно, добиената сол потоа може да се прочисти со прекристализација. Реакцијата е прикажана подолу:

Cs₂CO₃ + 2 HF → 2 CsF + H₂O + CO₂

CsF е повеќе растврлив од натриум флуорид или калиум флуорид во органски растворувачи. Достапен е во неговата безводна форма, и доколку се апсорбира вода, лесно се суши со загревање два саати на100 °C во вакуум.^[6] CsF достигнува парен притисок од 1 килопаскал на 825 °C, 10 kPa на 999 °C, и 100 kPa на 1249 °C.^[7]

Синџирите на CsF со дебелина од еден или два атома може да се растат во јаглеродни наноцевки.^[5]

Структура

Цезиум флуорид има структура на халит, што значи дека на Cs⁺ и F⁻ се пакувани во најблиска спакувана кубична низа слично како Na⁺ и Cl⁻ кај натриум хлорид.^[3]

Употреба во органска синтеза

Бидејки е силно дисоцира, CsF е пореактивен извор на флуоридни анјони од било која друга слична флуоридна сол. CsF е алтернатива на тетра-n-бутиламониум флуорид (TBAF) и TAS-флуорид (TASF).

Како база

Како и другите флуоридни соли, CsF is умерено базна, затоа што HF is a weak acid. Ниската нуклеофилност на флуоридот значи дека може да биде корисна база во органската хемија.^[8] CsF дава повисоки приноси во Knoevenagel-овата кондензација од KF или NaF.^[9]

Формирање на Cs-F врски

Цезиум флуоридот служи како извор на флуорид во органофлуорната хемија. Слично на калиум флуорид, CsF реагира со хексафлуороацетон за да формира стабилна перфлуороалкоксидна сол.^[10] Тој ги конвертира арил хлоридите кој се електрон-дефицитарни во арил флуориди (Halex-ов процес), иако за ова почесто се користи калиум флуорид.

Средство за демаскирање

Поради јачината на Si-F врската, флуоридот е корисен за реакции на десилилација, т.е. раскинување на Si-O врските во органската синтеза.^[11] CsF најчесто се користи за такви реакции. Растворите на цезиум флуорид во THF или DMF напаѓаат широк спектар на органосилициумски соединенија за да произведат органосилициум флуорид и карбанјон, кои потоа можат да реагираат со електрофили, на пример::^[9]

Мерки на претпазливост

Како и другите растворливи флуориди, CsF е умерено токсичен.^[12] Треба да се избегнува контакт со киселина, бидејќи тоа формира високо токсична/корозивна флуороводородна киселина. Цезиум јонот(Cs⁺) и цезиум хлоридот генерално не се сметаат за токсични.^[13]

Наводи

1. Haynes, William M., уред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (XCII. изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. стр. 4.57. ISBN 1439855110.
2. Haynes, William M., уред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (XCII. изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. стр. 4.132. ISBN 1439855110.
3. Davey, Wheeler P. (1923). „Precision Measurements of Crystals of the Alkali Halides“. Physical Review. 21 (2): 143–161. Bibcode:1923PhRv...21..143D. doi:10.1103/PhysRev.21.143.
4. Haynes, William M., уред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (XCII. изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. стр. 5.10. ISBN 1439855110.
5. Senga, Ryosuke; Suenaga, Kazu (2015). „Single-atom electron energy loss spectroscopy of light elements“. Nature Communications. 6: 7943. Bibcode:2015NatCo...6.7943S. doi:10.1038/ncomms8943. PMC 4532884. PMID 26228378. (Supplementary information)
6. Friestad, G. K.; Branchaud, B. P. (1999). Reich, H. J.; Rigby, J. H. (уред.). Handbook of Reagents for Organic Synthesis: Acidic and Basic Reagents. New York: Wiley. стр. 99–103. ISBN 978-0-471-97925-8.
7. Lide, D. R., уред. (2005). „Vapor Pressure“ (PDF). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th. изд.). Boca Raton (FL): CRC Press. стр. 6.63. ISBN 0-8493-0486-5.
8. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon Press. стр. 82–83. ISBN 978-0-08-022057-4.
9. Fiorenza, M; Mordini, A; Papaleo, S; Pastorelli, S; Ricci, A (1985). „Fluoride ion induced reactions of organosilanes: the preparation of mono and dicarbonyl compounds from β-ketosilanes“. Tetrahedron Letters. 26 (6): 787–788. doi:10.1016/S0040-4039(00)89137-6.
10. Evans, F. W.; Litt, M. H.; Weidler-Kubanek, A. M.; Avonda, F. P. (1968). „Formation of adducts between fluorinated ketones and metal fluorides“. Journal of Organic Chemistry. 33 (5): 1837–1839. doi:10.1021/jo01269a028.
11. Smith, Adam P.; Lamba, Jaydeep J. S.; Fraser, Cassandra L. (2002). „Efficient Synthesis of Halomethyl-2,2'-bipyridines: 4,4'-Bis(chloromethyl)-2,2'-bipyridine“. Organic Syntheses. 78: 82. Занемарен непознатиот параметар |name-list-style= (help); Collective Volume, 10, стр. 107
12. MSDS Listing for cesium fluoride Архивирано на 9 февруари 2012 г.. www.hazard.com Архивирано на 5 јуни 2013 г.. MSDS Date: April 27, 1993. Retrieved on September 7, 2007.
13. "MSDS Listing for cesium chloride Архивирано на 13 март 2012 г.." www.jtbaker.com. MSDS Date: January 16, 2006. Retrieved on September 7, 2007.