Фторид брома(I)

Фторид брома(I)
Общие
Систематическое наименование	Фторид брома(I)
Химическая формула	BrF
Физические свойства
Отн. молек. масса	99 а. е. м.
Молярная масса	98,90 г/моль
Термические свойства
Температура плавления	-33 °C
Температура кипения	+20 °C
Классификация
Рег. номер CAS	13863-59-7

Фторид брома(I) (монофторид брома, фтористый бром), BrF — соединение брома с фтором, представляющее собой при комнатной температуре легкокипящую жидкость золотисто-красного цвета, с сильным разражающим запахом. Ядовит.

История открытия

В 1931 году немецкие учёные Руфф и Менцель изучали продукты взаимодействия пентафторида брома с бромом. В результате исследования было обнаружено в смеси соединение, более активно действуещее на кварц и давление пара которого было выше значения соответствующего предполагаемым соединениям (Br₂, BrF₃, BrF₅). Поэтому учёные предположили наличие в смеси еще одного компонента — монофторида брома. В 1933 году Руфф и Брайд не смогли выделить в чистом виде искомое соединение, однако они доказали, что в этой молекуле на 1 атом брома приходится 1 атом фтора.

Физическо-химические свойства

Дипольный момент — 1,29 Дебай

Сродство к электрону оценивается в 2,64 эВ^[1].

Термодинамические свойства

Свойство	Значение
Стандартная энтальпия образования (газ, 298 К)	−42,4 кДж/моль
Энтропия образования (газ, 298 К)	228,9 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость (в газовой фазе)	33 Дж/(моль·К)[2]

В ИК-спектре наблюдаются 2 полосы: слабая при 1326см⁻¹ и средей интенсивности при 669см^−1[3].

Получение

Как и большинство интергалогенидов, монофторид брома можно получить напрямую из простых веществ, взятых в соответствующих пропорциях:

Br₂ + F₂ → 2BrF

Однако, наряду с монофторидом, образуются также трифторид и пентафторид. Для выделения чистого монофторида брома использубтся ловушки, охлаждённые до −20 °C, −50 °C и −120 °C для отделения BrF₃, BrF₅ и BrF соответственно. Прибор для синтеза должен быть сделан из меди, так как с многими другими материалами реагенты вступают во взаимодействие, а некоторые, например, платина катализируют реакцию разложения монофторида брома. Выход монофторида брома составляет около 40 % от теоретического.

С помощью инфракрасной спектроскопии было показанно, что образование монофторида брома возможно из трифторида брома за счёт диспропорционирования^[3]:

2BrF₃ → BrF + BrF₅.

Химические свойства

Нестабильное соединение, достаточно быстро диспропорционирует на бром и пентафторид брома:

5BrF → 2Br₂ + BrF₅.

Химически очень активное соединение. Вступает в реакцию даже с золотом и кварцем.

Для стабилизации и хранения переводят в более устойчивое двойное соединение с пиридином.

Произведён расчёт геометрии молекулы гидрофторида монофторида брома (HBrF₂) и показанно, что такое соединение, в случае его успешного синтеза будет иметь необычное строение вида Br-F-H-F^[4].

Применение

• Так как монофторид брома не удаётся выделить в чистом виде за счёт частичного разложения, вместо него во многих случаях используется смесь брома и трифторида брома, для генерации монофторида in situ.
• Возможно применение в качестве фторирующего агента, однако, для таких целей гораздо больше пригодны другие соединения.
• Для фторбромирования замещённых алканов:

CF₂=CH₂ + BrF → CF₃—CH₂Br

• Интересной является перспектива применения BrF в качестве компонента для получения лазерного излучения^[5].

См. также

• Фторид брома(III)
• Фторид брома(V)

Литература

• Николаев Н. С., Суховерхов В. Ф., Шишков Ю. Д., Аленчикова И. Ф. «Химия галоидных соединений фтора». М.:Наука, 1968 г.
• Фиалков Я. А. «Межгалоидные соединения». К.:Изд-во АН УССР, 1958 г.

Ссылки

• Монофторид брома на сайте Национального института стандартов и технологий, США

Примечания

1. ↑ Electron Affinities of the Bromine Fluorides, BrFn (n = 1−7). Chaeho P., Yaoming X., Timothy J., J. Am. Chem. Soc., 1998, Volume 120, Issue 43, P. 11115-11121  (англ.)
2. ↑ Рабинович В. А., Хавин З. Я. «Краткий химический справочник» Л.: Химия, 1977
3. ↑ ^{1 2} Infrared Studies of the Bromine Fluorides. Lawrence Stein, J. Am. Chem. Soc., 1959, Volume 81, Issue 6, P.1273-1276  (англ.)
4. ↑ Hypervalency Avoided: Simple Substituted BrF3 and BrF5 Molecules. Structures, Thermochemistry, and Electron Affinities of the Bromine Hydrogen Fluorides HBrF2 and HBrF4. Qianshu L., Liangfa G. J. Am. Chem. Soc., 2004, Volume 126, Issue 45, P. 14950-14959  (англ.)
5. ↑ Energy Transfer in Singlet Oxygen and Bromine Monofluoride  (англ.)