Фторид лития

Фторид лития
Общие
Систематическое наименование	Фторид лития
Традиционные названия	Фтористый литий
Химическая формула	LiF
Физические свойства
Молярная масса	25,94 г/моль
Плотность	2,640[1] г/см³
Термические свойства
Температура плавления	848,2[1] °C
Температура кипения	1673[1] °C
Удельная теплоёмкость (ст. усл.)	1562 Дж/(кг·К)
Теплопроводность (ст. усл.)	4,01 Вт/(м·K)
Энтальпия образования (ст. усл.)	−616,0[1] кДж/моль
Удельная теплота испарения	5,67·106 Дж/кг
Удельная теплота плавления	1,044·106 Дж/кг
Коэфф. тепл. расширения	37×10−6
Химические свойства
Растворимость в воде	0,13425[1] г/100 мл
Оптические свойства
Диапазон прозрачности	120—6000 нм
Показатель преломления	1,77 (112,7 нм), 1,3978 (420 нм), 1,3915 (620 нм) 1,2912 (6200 нм)[1]
Структура
Дипольный момент	6,3274(2)[1] Д
Классификация
Рег. номер CAS	7789-24-4
SMILES	[Li+].[F-]
Регистрационный номер EC	232-152-0
RTECS	OJ6125000

Фтори́д ли́тия, фто́ристый ли́тий — химическое соединение лития и фтора с формулой LiF. При нормальных условиях — белый порошок или прозрачный бесцветный кристалл, негигроскопичный, почти не растворим в воде. Растворяется в азотной и плавиковой кислоте.

Получение

• Используя плохую растворимость фторида лития его легко получить обменными реакциями:

$\mathsf{LiCl + NH_4F \ \xrightarrow{\ }\ LiF\downarrow + NH_4Cl }$

• Так же можно получить взаимодействием гидроокиси и кислоты:

$\mathsf{LiOH + HF \ \xrightarrow{\ }\ LiF\downarrow + H_2O }$

Физические свойства

Фторид лития — это белый порошок или прозрачные бесцветные кристаллы, принадлежат к кубической сингонии, пространственная группа F m3m, параметры а = 0,40279 нм, Z = 4.

Плохо растворяется в воде (0,120 г/100 мл при 0 °С^[1]), при повышении температуры растворимость несколько повышается (0,134 г/100 мл при 25 °С^[1]; 0,1357 г/100 мл при 35 °С). Произведение растворимости Ksp = 1,84·10⁻³ (при 25 °С)^[1].

Плавится при 848,2 °С^[1]; плотность расплава 1,81 г/см^3[1], коэффициент объёмного расширения жидкого LiF составляет 4,90·10⁻⁴ К⁻¹·г/см^3[1].

Теплопроводность при стандартных условиях 4,01 Вт/(м·K), при гелиевой температуре (4,2 К) 620 Вт/(м·K), при 20 К 1800 Вт/(м·K), при повышении температуры до азотной (77 К) теплопроводность снижается до 150 Вт/(м·K)^[1].

Фторид лития диамагнитен, его молярная магнитная восприимчивость равна −10,1·10⁻⁶ см³/моль^[1]. Относительная диэлектрическая проницаемость составляет 9,00 (при комнатной температуре, в диапазоне 10²—10⁷ Гц)^[1].

Межъядерное расстояние в молекуле LiF составляет 1,5639 нм (в газовой фазе)^[1], коэффициент упругости связи 2,50 Н/см^[1]. Электрическая поляризуемость молекулы равна 10,8·10⁻²⁴ см^3[1].

Химические свойства

• Растворяется в концентрированных растворах фтористоводородной кислоты:

$\mathsf{LiF + HF \ \xrightarrow{\ }\ LiHF_2 }$

• Растворяется в концентрированных сильных кислотах:

$\mathsf{LiF + H_2SO_4 \ \xrightarrow{\ }\ LiHSO_4 + HF\uparrow }$

$\mathsf{LiF + HNO_3 \ \xrightarrow{\ }\ LiNO_3 + HF\uparrow }$

• Реагирует с оксидами и гидроксидами щелочноземельных металлов:

$\mathsf{2 \ LiF + CaO \ \xrightarrow{600^oC}\ Li_2O + CaF_2 }$

$\mathsf{2 \ LiF + Ca(OH)_2 \ \xrightarrow{\ }\ 2\ LiOH + CaF_2\downarrow }$

Применение

Фторид лития обладает очень высокой прозрачностью от ультрафиолетовой до инфракрасной области спектра (0,12…6 мкм)^[2], поэтому он используется в ультрафиолетовой (в том числе в области вакуумного ультрафиолета, где его прозрачность превосходит все прочие оптические материалы) и инфракрасной оптике. Кроме того, он используется для измерения доз облучения методом термолюминесцентной дозиметрии. Монокристаллы фторида лития используются для рентгеновских монохроматоров и для изготовления высокоэффективных (КПД 80 %) лазеров на центрах свободной окраски. Лазер F⁻₂:LiF даёт инфракрасное излучение с длиной волны 1120 нм.

Проявляет слабые сцинтилляционные свойства. Диэлектрик; характеризуется высоким удельным электрическим сопротивлением вследствие большой ширины запрещённой зоны.

Монокристалл фторида лития в стакане воды.

Высокая теплота плавления (1044 кДж/кг) позволяет использовать фторид лития как материал для хранения тепловой энергии^[3]. При плавлении увеличивает свой объём на 22 %. Жидкий фторид лития вызывает быструю коррозию металлов. Фторид лития-7 применяют для растворения соединений урана и тория непосредственно в реакторах.

Биологическая роль

• Фторид лития токсичен, ПДК 1 мг/м³.

См. также

• Хлорид лития
• Бромид лития
• Иодид лития
• Фторид натрия

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.-Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19} CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — 2828 p. — ISBN 1420090844
2. ↑ Crystran Ltd., a manufacturer of infrared and ultraviolet optics. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012. Проверено 13 августа 2011.
3. ↑ Lindner, F.; Stähle, H.-J. (1990): Ceramic Canisters for Lithium Fluoride Thermal Storage Integrated with Solar Dynamic Space Power Systems. In: Proc. 41st Congress of the IAF (1990)., 41st Congress of the IAF, 6-12 October 1990, Dresden. [1]