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化合物 来自维基百科,自由的百科全书
三氟化氯是无机化合物 ,分子式为ClF3。这种物质气态时为淡黄色,有毒,有强腐蚀性,液态时为黄绿色,一般将其压缩成液体销售。该物质主要的用途是火箭燃料,半导体行业中清洗和蚀刻,[2][3] 核反应堆加工燃料,[4] 以及一些其他用途。[5]
三氟化氯 | |
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识别 | |
CAS号 | 7790-91-2 ![]() |
PubChem | 24637 |
SMILES |
|
InChI |
|
UN编号 | 1749 |
RTECS | FO2800000 |
性质 | |
化学式 | ClF3 |
摩尔质量 | 92.448 g·mol⁻¹ |
外观 | 淡黄色气体或液体 |
密度 | 1.77 g/cm3 (13 °C, 液态) 0.004 g/cm3 (气态) |
熔点 | −76.34 °C |
沸点 | 11.75 °C |
溶解性(水) | 水解 |
黏度 | 9.182 x 10−5 Pa s |
结构 | |
分子构型 | T形 |
热力学 | |
ΔfHm⦵298K | −158.87 kJ/mol [1] |
S⦵298K | 281.59 J K−1 mol−1 [1] |
危险性 | |
MSDS | ICSC 0656 |
欧盟编号 | 没有记录 |
主要危害 | 毒性, 腐蚀性, 氧化性. |
NFPA 704 | |
相关物质 | |
相关化学品 | 五氟化氯 一氟化氯 三氟化溴 |
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
拉夫(Ruff)和克鲁格(Krug)在1930年氟化氯气并报告发现了这种物质。这个反应也生成一氟化氯,可以通过蒸馏使其分离。[6]
ClF3 形状大致是T形, 有一个短键 (1.598 Å) 和两个长键 (1.698 Å).[7] ,孤对电子占据两个赤道位置,与共价键一起形成一个三角双锥。这种结构与价层电子对互斥理论的预测一致。较长的Cl-F键与超价键一致.
ClF3主要用来生产六氟化铀(UF6),以及核燃料加工和后期处理,主要反应方程式:
ClF3是一种很强的氧化剂、氟化剂。它能与大多数无机物、有机物甚至塑料反应,可以使许多材料不接触明火就燃烧。这些反应通常很剧烈,在某些情况下甚至会爆炸。它与一些金属反应生成氯化物和氟化物,与磷反应生成三氯化磷和五氟化磷,而与硫反应生成二氯化硫和四氟化硫。 ClF3也与水剧烈反应,水解产生有毒物质,例如氟化氢。H2S在室温下与ClF3混合就会爆炸。
超过氧气的氧化性使ClF3能腐蚀通常视为不可燃的含氧材料。它能点燃沙子、石棉、玻璃,甚至是在氧气中烧过的灰烬。在一起工业意外中,900千克ClF3泄漏,烧穿了下面30厘米厚的混凝土和90厘米厚的砾石。[8]任何和三氟化氯接触的设备必须经过仔细挑选和清洁, 因为任何污染都可以烧穿钝化膜,使它来不及重新生成。ClF3引起的火势只能用氮气或氩气等稀有气体灭掉,且使该区域保持凉爽,直至反应结束。[9]ClF3会与水或二氧化碳反应,因此用它们灭火只会适得其反。[10]
![]() | 此章节尚无任何内容,需要扩充。 (2022年11月28日) |
三氟化氯已经发展成火箭推进剂的高性能可储存氧化剂。然而一些处理上的问题使它受限,约翰·D·克拉克在其著作《Ignition!: An informal history of liquid rocket propellants》[11]中阐述了以下困难:
“ | 这种物质毒性自然极强,但这并不是最重要的问题,其与任何燃料相遇都会燃烧,而且这一过程发生速度是如此之快以致于测量不到点火延迟。它和衣服、木头、测试工程师们接触都会燃烧,一些常识中的不燃物质如石棉、砂子和水与三氟化氯接触也无一幸免,尤其和水反应会产生爆炸。它可以被存放在某些工程金属里——钢、铜、铝等,因为在界面处形成稳定氟化物薄膜隔离了金属和三氟化氯,就像铝表面那层不易被发觉的致密氧化铝,保护铝不至在空气中变成粉末。值得注意,当这层氟化物融化或被刮伤,且无法及时再次形成时,消防员就要面对一场金属——三氟化氯反应引发的火灾。对于应对这种事故,我一直以来都建议实验人员为自己准备一双好跑鞋。[11][12][13] | ” |
在半导体工业中,三氟化氯被用于清洁化学气相沉积的反应舱。[14] 它具有不需拆卸反应舱就可以清除舱壁附着的半导体物质这一优点。[14] 与其它代替的清洁剂不同,三氟化氯在使用前不需经过等离子体激化,因为反应舱残存的热量就足以使它分解并与半导体材料反应。[14]
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