Fluorid boritý

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Fluorid boritý
Strukturní vzorec
Systematický název fluorid boritý
trifluoroboran
Registrační číslo CAS 7637-07-2
Sumární vzorec BF3
Molární hmotnost 67,805 g/mol
Teplota tání -127,1 °C
Teplota varu -100,3 °C (1013 hPa)
Kritická teplota -12,3 °C
Kritický tlak 4,985 MPa
Hustota 1,589 g/cm3 (-101 °C, kapalina)
2,84 kg/m3 (15 °C, 1013 hPa, plyn)
Pozor, jed!

Fluorid boritý je ostře štiplavě páchnoucí, bezbarvý toxický plyn, více než dvakrát (2,37×) těžší než vzduch.

Obsah

[editovat] Příprava

Fluorid boritý lze připravit přímým slučováním elementárního bóru s plynným fluorem za zvýšené teploty

2 B + 3 F2 → 2 BF3;

reakce je značně prudká, proto bývá plynný fluor ředěn dusíkem, který slouží jako inertní plyn. Obvykle se však připravuje reakcí oxidu boritého s fluorovodíkem

B2O3 + 6 F2 → 2 BF3 + 3 H2O.

[editovat] Vlastnosti

Molekulární geometrie BF3
Molekulární geometrie BF3

Molekula fluoridu boritého je planární (rovinná) a má trojčetnou symetrii (bodová grupa symetrie D3h). Vzhledem k této symetrii nemá tato molekula dipólový moment, ačkoliv jednotlivé vazby B—F jsou samy o sobě značně polarizované se záporným nábojem na atomu fluoru a s kladným na atomu bóru.

Vzhledem k tomu, že valenční elektronová slupka atomu bóru v této molekule je neúplně obsazená pouze šesti elektrony (je elektronově deficitní), funguje jako elektron akceptor a v reakcích vystupuje jako Lewisova kyselina. Proto se molekula fluoridu boritého váže s molekulami obsahujícími volný elektronový pár. Např. s fluorovodíkem vytváří kyselinu tetrafluoroboritou

BF3 + HF → HBF4;

podobně s fluoridovými solemi, např. fluoridem draselným vytváří komplexní soli

KF + BF3 → K[BF<sub>4</sub>],

v tomto případě tetrafluoroboritan draselný.

S menšími molekulami, jejichž některý atom má volný elektronový pár, tvoří adiční sloučeniny. Např. s vodou vytváří relativně stabilní komplex

BF3 + H2 → F3B-—O+H2,

který se jen pozvolna za normální teploty rozkládá na kyselinu difluoroboritou a fluorovodík

F3B-—O+H2 → HF + HBOF2.

Tato hydrolýza může proběhnout, byť pomalu a méně snadno, než tomu je u jiných halogenidů boritých (např. u chloridu boritého), sumárně až k rozkladu na kyselinu boritou

BF3 + 3 H2O → H3BO3 + 3 HF.

V důsledku toho se při styku plynného fluoridu boritého s vlhkým vzduchem vytváří dým, tvořený směsí pevných hydrolytických produktů. Probíhá-li však hydrolýza ve vodném prostředí (např. rozpouštěním BF3 ve vodě), vzniká jako výsledný produkt směsný roztok, tvořený kyselinou boritou, kyselinou tetrafluoroboritou a kyselinou fluorovodíkovou

2 BF3 + 3 H2O → H3BO3 + 2 HF + HBF4.

S amoniakem vytváří fluorid boritý stabilní komplex

BF3 + NH3 → F3B-—N+H3.

Významná je tvorba komplexu s diethyletherem

BF3 + CH3OCH3 → F3B-—O+(CH3)2.

Tato sloučenina je za normálních podmínek kapalná a používá se při řadě aplikací ke skladování jinak nebezpečného fluoridu boritého nebo při manipulaci s ním.

[editovat] Použití

Fluorid boritý se používá pro vnášení atomů bóru (dopování) do monokrystalických vrstev křemíku pří výrobě polovodičů typu p.

[editovat] Fyziologické působení

Plynný fluorid boritý při nadechnutí uvolňuje působením vody ve sliznicích fluorovodík, který je dráždí. Ve větším množství může způsobit poleptání sliznic nebo kůže, případně až edém plic.