Фторид бериллия

Фтори́д бери́ллия — бинарное неорганическое химическое соединение бериллия и фтора, химической формулой BeF₂, бериллиевая соль фтористоводородной кислоты. Токсичен и канцерогенен, как и все соединения бериллия. Попадание пыли, содержащей галогениды, оксид и другие соединения бериллия, в лёгкие вызывает бериллиоз.

Фторид бериллия
Общие
Систематическое наименование	Фторид бериллия
Сокращения	Бесцветная гигроскопичная стеклообразная масса
Традиционные названия	Фтористый бериллий
Хим. формула	BeF2
Физические свойства
Молярная масса	47,01 г/моль
Плотность	1,986 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	554 °C
• кипения	1169 °C
Мол. теплоёмк.	51,84 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-1027 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	84,625 г/100 мл
• в этаноле	плохо растворим
Структура
Кристаллическая структура	тригональная, типа α-кварца
Классификация
Рег. номер CAS	7787-49-7
PubChem	24589
Рег. номер EINECS	232-118-5
SMILES	[Be+2].[F-].[F-]
InChI	InChI=1S/Be.2FH/h;2*1H/q+2;;/p-2 JZKFIPKXQBZXMW-UHFFFAOYSA-L
RTECS	DS2800000
ChEBI	49499
ChemSpider	22992
Безопасность
Токсичность	Ядовит
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 3 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Бесцветные кристаллы или стеклообразная масса. Хорошо растворяется в воде при комнатной температуре. Гидролизуется в горячей воде. Плохо растворяется в этаноле. Образует Кристаллогидраты.

ПолучениеПравить

Синтезом из элементов:

$\text{Be}+{\text{F}}_2^{}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{BeF}}_2^{}$${\ce {Be + F2 -> BeF2}}$ .

Действием газообразного фтористого водорода на оксид, гидроксид или карбонат бериллия:

$\text{BeO}+2\text{HF}\stackrel{220{}^{\text{o}}\text{C}}{\to }{\text{BeF}}_2^{}+{\text{H}}_2^{}\text{O};$${\ce {BeO{}+2HF->[220~{\ce {^{o}C}}]BeF2{}+H2O;}}$ 

$\text{Be}{(\text{OH})}_2^{}+2\text{HF}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{BeF}}_2^{}+2{\text{H}}_2^{}\text{O};$${\ce {Be(OH)2 + 2 HF -> BeF2 + 2 H2O;}}$ 

${\text{BeCO}}_3^{}+2\text{HF}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{BeF}}_2^{}+{\text{CO}}_2^{}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->+{\text{H}}_2^{}\text{O}$${\ce {BeCO3 + 2 HF -> BeF2 + CO2 ^ + H2O}}$ .

Действием фтора на оксид бериллия:

$2\text{BeO}+2{\text{F}}_2^{}\stackrel{400{}^{\text{o}}\text{C}}{\to }2{\text{BeF}}_2^{}+{\text{O}}_2^{}$${\ce {2BeO{}+2F2->[400~{\ce {^{o}C}}]2BeF2{}+O2}}$ .

В промышленности фторид бериллия получают из загрязнённого гидроксида бериллия, получаемого при переработке бериллиевых руд, обработкой его гидрофторидом аммония с получением тетрафторбериллата аммония:

$\text{Be}{(\text{OH})}_2^{}+2({\text{NH}}_4^{}){\text{HF}}_2^{}⟶<!--\; ⟶\; -->{({\text{NH}}_4^{})}_2^{}[{\text{BeF}}_4^{}]+2{\text{H}}_2^{}\text{O}$${\ce {Be(OH)2 + 2 (NH4)HF2 -> (NH4)2[BeF4] + 2 H2O}}$ .

Ион тетрафторида бериллия ${\text{BeF}}_4^{2-<!--\; -\; -->}$${\ce {BeF4^{2-}}}$  устойчив и полученный раствор тетрафторбериллата аммония очищают осаждением из него различных примесей в виде гидрооксидов металлов, который затем разлагают нагреванием:

${({\text{NH}}_4^{})}_2^{}[{\text{BeF}}_4^{}]\stackrel{800-<!--\; -\; -->1100{}^{\text{o}}\text{C}}{\to }{\text{BeF}}_2^{}+2{\text{NH}}_4^{}\text{F}$${\ce {(NH4)2[BeF4]{}->[800-1100~{\ce {^{o}C}}]BeF2{}+2NH4F}}$ .

Физические свойстваПравить

Фторид бериллия образует бесцветные гигроскопические кристаллы гексагональной сингонии, решетка типа α-кварца с параметрами a = 0,4750 нм, c = 0,5186 нм, Z = 3.

Также известна тетрагональная модификация с параметрами ячейки a = 0,660 нм, c = 0,674 нм, Z = 8.

Расплав фторида бериллия представляет собой вязкую жидкость с низкой электропроводностью. При затвердевании расплава образует стеклообразную массу.

Химические свойстваПравить

Водные растворы имеют кислую реакцию вследствие гидролиза по катиону:

${\text{Be}}^{2+}+{\text{H}}_2^{}\text{O}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{BeOH}}^{+}+{\text{H}}^{+}$${\ce {Be^{2+}\ + H2O -> BeOH^+ + H^+}}$ .

Безводный фторид бериллия получают нагреванием кристаллогидрата в токе фтористого водорода:

${\text{BeF}}_2^{}\cdot <!--\; \cdot \; -->{\text{H}}_2^{}\text{O}\stackrel{150{}^{\text{o}}\text{C}}{\to }{\text{BeF}}_2^{}+{\text{H}}_2^{}\text{O}$${\ce {BeF2.H2O->[150~{\ce {^{o}C}}]BeF2{}+H2O}}$ .

При нагревании кристаллогидрата на воздухе образуется оксифторид бериллия:

$2{\text{BeF}}_2^{}\cdot <!--\; \cdot \; -->{\text{H}}_2^{}\text{O}\stackrel{\text{t}{}^{\text{o}}\text{C}}{\to }{\text{Be}}_2^{}{\text{OF}}_2^{}+2\text{HF}$${\ce {2BeF2.H2O->[{\ce {t~^{o}C}}]Be2OF2{}+2HF}}$ .

Разлагается в водных растворах при кипячении:

${\text{BeF}}_2^{}+2{\text{H}}_2^{}\text{O}\stackrel{100{}^{\text{o}}\text{C}}{\to }\text{Be}{(\text{OH})}_2^{}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->$${\ce {BeF2{}+2H2O->[100~{\ce {^{o}}}{\ce {C}}]Be(OH)2v}}$  $+2\text{HF}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\ce {{}+ 2 HF ^}}$ .

Разлагается сильными концентрированными кислотами, например, в серной кислоте с образованием сульфата бериллия и фтороводорода:

${\text{BeF}}_2^{}+{\text{H}}_2^{}{\text{SO}}_4^{}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{BeSO}}_4^{}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->+2\text{HF}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\ce {BeF2 + H2SO4 -> BeSO4 v + 2 HF ^}}$ .

Со щелочами реагирует по-разному в зависимости от концентрации с образованием гидроусида бериллия или бериллата щелочного металла, например, с гидроксидом натрия:

${\text{BeF}}_2^{}+2\text{NaOH}⟶<!--\; ⟶\; -->\text{Be}{(\text{OH})}_2^{}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->+2\text{NaF};$${\ce {BeF2 + 2 NaOH -> Be(OH)2 v + 2 NaF;}}$ 

${\text{BeF}}_2^{}+4\text{NaOH}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{Na}}_2^{}[\text{Be}{(\text{OH})}_4^{}]+2\text{NaF}$${\ce {BeF2 + 4 NaOH -> Na2[Be(OH)4] + 2 NaF}}$ .

Со фторидами щелочных металлов и аммония образует комплексные соединения — тетрафторбериллаты, из которых тетрафторбериллат натрия малорастворим в воде:

${\text{BeF}}_2^{}+2\text{NaF}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{Na}}_2^{}[{\text{BeF}}_4^{}]\downarrow <!--\; \downarrow \; -->$${\ce {BeF2 + 2 NaF -> Na2[BeF4] v}}$ .

В промышленности металлотермическим восстановлением металлическим магнием в графитовом тигле получают металлический бериллий:

${\text{BeF}}_2^{}+\text{Mg}\stackrel{700{}^{\text{o}}\text{C}}{\to }\text{Be}+{\text{MgF}}_2^{}$${\ce {BeF2{}+Mg->[700~{\ce {^{o}C}}]Be{}+MgF2}}$ .

ПрименениеПравить

• В производстве металлического бериллия.
• Компонент специальных стёкол.
• Относительно легкоплавкая (температура плавления 360—459 °C) смесь со фторидом лития используется в качестве теплоносителя и растворителя тетрафторида урана в ядерных реакторов на расплавленных солях.
• В биохимии, в основном в кристаллографии белков, как заменитель фосфатов. АДФ и фторид бериллия имеют сродство к сайтами АТФ и свойство ингибировать действие белков, что позволяет кристаллизовать белки в связанном состоянии.

ТоксичностьПравить

Фторид бериллия как и все соединения бериллия ядовит. Присутствие фтора в соединении ещё более увеличивает токсичность соединения.

ЛД50 для мышей составляет приблизительно 100 мг/кг перорально и около 1,8 мг/кг при внутривенном введении.