フッ化物
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/07/09 02:18 UTC 版)
ナビゲーションに移動 検索に移動| フッ化物 | |
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| 識別情報 | |
| CAS登録番号 | 16984-48-8 
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| PubChem | 28179 |
| ChemSpider | 26214
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| KEGG | C00742
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| MeSH | Fluoride |
| ChEBI | |
| ChEMBL | CHEMBL1362
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| Gmelin参照 | 14905 |
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| 特性 | |
| 化学式 | F |
| モル質量 | 19 g mol−1 |
| 熱化学 | |
| 標準生成熱 ΔfH |
−333 kJ mol−1 |
| 標準モルエントロピー S |
145.58 J/mol K (gaseous)[2] |
| 関連する物質 | |
| その他の陰イオン | 塩化物 臭化物 ヨウ化物 |
| 特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。 | |
イオン性のフッ化物の構成要素となる、フッ素原子が電子を1個得て単独でイオン化した陰イオン (F-) はフッ化物イオンと呼ばれる。フッ素イオンと言う名称は、現在推奨されていない。
フッ化物イオン
フッ化物イオンはある種の結晶中ではイオン半径 119 pm の単独粒子として存在する場合もあるが、溶液や化合物によっては結晶中でも水和した F(OH2)4- として存在する場合も多い[4]。
Me4N+F-[5]やCp2CoF[6] など幾つかの無水物[7]が知られている。これらの無水物のフッ素イオン非水溶液中での振舞いは「裸のフッ素イオン」(Naked fluoride ions) として知られており、CsF の場合と比べても高い求核性を示す。その性質を利用して XeF5-、BrF6-、PF4- などの有機または無機フッ素化物が合成されている[8]。
フッ化物イオンはケイ素との親和性が高いため、シリル基の脱保護に使われる。
フルオロ錯体
フッ素は配位子や架橋原子となることもある。フッ化物イオンを配位子に持つ形のフルオロ錯体の代表は SiF6- や BF4- などである。
またフッ素が M-F-M 型の架橋原子となる場合が知られている。他の架橋ハロゲン原子の結合が屈曲するのが普通なのに対して、M-F-M は直線状となるのが特徴的である[4]。
性質
非金属元素との化合物は多くが孤立分子であり、一般に非イオン性のハロゲン化物は分子間力が弱く高い揮発性を持つが、原子量の小さいフッ化物は揮発性が顕著に現れる。
典型金属元素のフッ化物は、一般に低融点の典型的なイオン結晶である。アルカリ金属、銀、スズのフッ化物は水溶性を示す。一方、リチウム、アルカリ土類金属、希土類元素などとの化合物の多くは水に難溶である。すなわちイオン半径が小さいフッ化物イオンは配位する水分子も他のハロゲンイオンよりも少ない。それゆえイオン結合性が著しく強固な場合にはイオンの水和エネルギーより結晶の格子エネルギーのほうが大きくなり、結晶はかえって水に難溶または不溶となる[9]。
フッ化物イオンはHSAB理論では極めて硬いルイス塩基と考えられている。一方、酸化数の高い非金属元素および金属元素とはBF4-、SiF6-、TaF72- などのようなフルオロ錯体を生ずる[3]。すなわち酸化数が高い元素のフッ化物は中心元素の空の軌道が多くなり、フッ素原子からの電子受容体になりやすい。その為、共有結合を形成しやすくなる場合もある。たとえば、UF4 はイオン結合性だが UF6 は共有結合性である[9]。
ほとんどのフッ素化物は極めて安定であるが、イオン性フッ素化物は濃硫酸と熱すると分解してフッ化水素を生ずる[3]。
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- ^ “Fluorides – PubChem Public Chemical Database”. The PubChem Project. USA: National Center for Biotechnology Information. 2020年5月18日閲覧。
- ^ Chase, M. W. (1998). Fluorine anion. NIST. pp. 1–1951 2012年7月4日閲覧。.
- ^ a b c 長倉三郎ら（編）、「フッ化物」、『岩波理化学辞典』、第5版 CD-ROM版、岩波書店、1998年。
- ^ a b Cotton, F. A.; Wilkinson,G.; Murillo, C. A.; Bochmann, M. (1999). Advanced Inorganic Chemistry (6th ed), pp. 553–558. Wiley: New York. ISBN 0-471-19957-5
- ^ K.O.Christe et al,J.Am.Chem.Soc.,1990, 112,7619.
- ^ T.G.Richmond et al, J.Am.Chem.Soc.,1994,116,11165.
- ^ K.Seppelt et al,Chem.Eur.J.,1995,1,261.
- ^ N.Doherty and N.W.Hoffman, Chem.Rev.,1991,91,553.
- ^ a b 大滝 仁志、「ハロゲン化物」、『世界大百科事典』、CD-ROM版、平凡社、1998年。
- ^ 『 高校数学でわかるシュレディンガー方程式』（2005年）竹内 淳 ISBN 4062574705
- ^ 『千の太陽よりも明るく—原爆を造った科学者たち』（2000年）ロベルト・ユンク ISBN 4582763626
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