三氟化硼
无机化合物
三氟化硼,是一种无机化合物,化学式为BF3,为无色气体,溶于冷水、浓硫酸和多数有机溶剂,主要用作有机合成中的催化剂,也用于制造火箭的高能燃料。分子量为67.81,是无色不燃也不助燃的气体,有窒息性。
理化性质
物理性质
结构
与其他三卤化硼一样三氟化硼是平面等边三角形分子。其中,硼原子用三个sp杂化轨道分别与三个卤原子以σ键结合,剩下一个垂直于分子平面的2p空轨道,三个卤原子也各采取sp2杂化态,其中各有一个轨道(已充有2个电子)与分子平面垂直,这四个互相平行的p轨道共有6个电子,形成一种四中心六电子π键,键能大约为201kJ/mol,比其他的三卤化硼要大得多。据测定,BF3中的B-F键长为1.295±0.01Å,F-B-F键角为120°。
化学性质
三氟化硼与其他三卤化硼一样是硼原子配位未饱和的缺电子化合物,因此它的化学性质主要表现为路易斯酸的性质,能够与许多路易斯碱形成多种稳定性不同的加合物或配合物。在大多数路易斯碱中,给予体原是周期表中第VA族(N、P、As)和第VIA 族(O、S)的成员。许多事实说明,三卤化硼作为接受体,它们的强度次序为BBr3>BCl3≥BF3。通过BF3、BCl3和BBr3与硝基苯或吡啶之间的反应热测定,可以定量地反映出这种次序。
与其他三卤化硼完全水解为硼酸卤化氢不同,三氟化硼与水反应生成配合物H2O·BF3,它可以电离生成H+和BF3(OH)-离子。水解也可以生成其他混合氟代硼酸和氟硼酸HBF4。
制备方法
氟硼酸钾、硼酐、硫酸法:将氟硼酸钾和硼酐一起研磨均匀,按一定的配料比加入反应器中,再加入浓硫酸,不断搅拌,使固体和液体混合均匀,逐渐加热,到一定程度便有三氟化硼产生。在温度达到40℃左右时,反应物开始沸腾,当温度达到93~130℃时,产生的气体最多。生成的氟化硼气体净化后进人收集器中。其反应方程式如下:
6KBF4 + B2O3 + 6H2SO4 = 8BF3 + 6KHSO4 + 3H2O
也可以采用热分解法。以化学纯氟硼酸钠(含NaBF4 99%)为原料,加热到一定温度使氟硼酸钠分解,释放出三氟化硼气体,经净化后进入收集器中,制得高纯度三氟化硼。
应用领域
主要用作有机合成中的催化剂,也用于制造火箭的高能燃料。是制备卤化硼、元素硼烷硼氢化钠等的主要原料。高纯三氟化硼是电子、光纤工业的重要原材料之一,是半导体工艺中的重要掺杂源。主要用于半导体器件和集成电路生产的离子注入和掺杂。在焊接镁材时用作焊剂,BF3能防止及其合金在熔融铸造时发生氧化作用,也可作钢或其他金属表面硼化处理剂的组分,还用作铸钢的润滑剂。
计算化学数据
分子结构数据
毒理学数据
急性毒性:LC50:1180mg/m3(大鼠吸入,4h)
防护措施
急救措施
泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即隔离150米,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
安全信息
参考资料
三氟化硼.化学+.
最新修订时间:2025-01-23 08:00
目录
概述
理化性质
参考资料