三氟化钴,是一种
无机化合物,化学式为CoF3,为浅棕色粉末,在潮湿空气中变为暗褐色。与水发生反应,是非常强的氟化剂和氧化剂,被广泛用作
氟化剂。
理化性质
三氟化钴室温下为不稳定的浅棕色固体,密度为3.88g/cm3(25℃)。它为
六方晶系,与
氟化铁(III)和
氟化铝(III)同晶,在晶体中钴原子八面体被6个
氟原子包围。无水三氟化钴遇到
痕量水时颜色变深,并会与水剧烈反应放出氧气。在90K的
磁矩为1.60BM,在293K为2.46BM,它是一个高自旋络合物,但不是磁性稀释的。是很常用的氟化剂。在CO2气流中加热到250℃时,开始放出F2,在350℃时,则完全转变为
二氟化钴CoF2。
与氟同族的氯也可生成
钴的
二元化合物,但很不稳定,
三氧化二钴溶于
盐酸时便会有
氯气放出。
溴化钴及
碘化钴从未制得。
三氟化钴可以与许多金属或非金属单质反应生成相应的氟化物,自身被还原为二氟化钴。三氟化钴也有水合物,CoF3·3.5H2O,但结构尚不清楚。这个化合物在水中也分解,它不溶于有机溶剂中。
用三氟化钴氟化有机化合物时,首先用二氟化钴与氟气在300℃左右反应生成三氟化钴,然后引入有机反应物与三氟化钴反应。三氟化钴被还原后生成的二氟化钴可以循环使用。氟化反应包含
单电子转移及碳正离子中间体机理:
该反应通常用于全氟有机物的制取。三氟化钴的氧化性较强,一般反应都在气相、无溶剂或以
无水氟化氢作介质中进行,常伴有重排或其他副反应的发生,用相关的KCoF4氟化可使反应的选择性增强。400℃左右时所有碳氢化合物的C-H键都可被转化为C-F键,并且氟也可以加到不饱和键上。
2CoF3+ R-H → CoF2+ R-F + HF
制备方法
将盛有CoF2的石英舟放入石英反应管中,从反应管的一端通入F2,反应开始进行得很慢,当将反应管加热至75℃左右时,由于反应放热,反应就猛烈起来,温度慢慢升至200℃,产物在F2气流中冷却;最后用氮气流驱除多余的F2。氟化反应与在前面相同的装置中进行,石英舟中为无水CoCl2或Co2O3,将反应管从室温开始渐渐升温至300℃,保持此温度直至反应管的末端有F2放出为止,然后用干燥的氮气将装置中多余的F2驱除出去。
将CoF2在40%
氢氟酸中的饱和溶液进行电解氧化可以制得水合物CoF3·3.5H2O。
应用领域
CoF3可与水发生反应,是非常强的氟化剂和氧化剂,被广泛用作氟化剂。用于
有机氟化合物(尤其是全氟化合物)的制取,还原产物是二氟化钴。类似可以用作氟化试剂的金属氟化物还有
三氟化锰、
二氟化银等。
计算化学数据
疏水参数计算参考值(XlogP):无
氢键供体数量:0
氢键受体数量:3
可旋转化学键数量:0
互变异构体数量:无
拓扑分子极性表面积:0
重原子数量:4
表面电荷:0
复杂度:0
同位素原子数量:0
确定原子立构中心数量:0
不确定原子立构中心数量:0
确定化学键立构中心数量:0
不确定化学键立构中心数量:0
共价键单元数量:4
分子结构数据
数据:
1、摩尔折射率:无可用的
2、摩尔体积(cm3/mol):无可用的
3、等张比容(90.2K):无可用的
4、表面张力(dyne/cm):无可用的
5、介电常数:无可用的
6、极化率(10-24cm3):无可用的
7、单一同位素质量:115.92841 Da
8、标称质量:116 Da
9、平均质量:115.9284 Da
储运运输
库房低温,通风,干燥,密闭保存,防潮。
安全信息
安全术语
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
眼睛接触后,立即用大量水冲洗并征求医生意见。
S36/37/39:Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.
穿戴适当的防护服、手套和眼睛/面保护。
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).
发生事故时或感觉不适时,立即求医(可能时出示标签)。
风险术语
R34:Causes burns.
引起灼伤。