Фторид гафния(IV)

Фторид гафния(IV) — неорганическое соединение, соль металла гафния и плавиковой кислоты с формулой HfF₄, бесцветные кристаллы, не растворяется в воде, образует кристаллогидрат.

Фторид гафния​(IV)​
Общие
Систематическое наименование	Фторид гафния​(IV)​
Традиционные названия	Фтористый гафний
Хим. формула	HfF4
Физические свойства
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	254,48 г/моль
Плотность	7,13 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	1020 °C
• кипения	возг. 970 °C
Мол. теплоёмк.	92 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-1930 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	13709-52-9
PubChem	4092293
Рег. номер EINECS	237-258-0
SMILES	[Hf+4].[F-].[F-].[F-].[F-]
InChI	InChI=1S/4FH.Hf/h4*1H;/q;;;;+4/p-4 QHEDSQMUHIMDOL-UHFFFAOYSA-J
ChemSpider	3306631
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

ПолучениеПравить

• Реакция фтора и порошкообразного гафния:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{F}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{200}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{400}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {Hf+2F_{2}\ {\xrightarrow {200-400^{o}C}}\ HfF_{4}}}$ 

• Действие фтористого водорода на оксид гафния(IV):

$\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{F}\stackrel{\mathsf{500}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{550}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {HfO_{2}+4HF\ {\xrightarrow {500-550^{o}C}}\ HfF_{4}+2H_{2}O}}$ 

• Растворение хлорида гафния(IV) в избытке концентрированной плавиковой кислоте:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{F}\stackrel{}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {HfCl_{4}+4HF\ {\xrightarrow {}}\ HfF_{4}+HCl}}$ 

• Разложение при нагревании гексафторогафниата аммония:

$\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\stackrel{}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{F}$${\mathsf {(NH_{4})_{2}[HfF_{6}]\ {\xrightarrow {}}\ HfF_{4}+2NH_{3}+2HF}}$ 

Физические свойстваПравить

Фторид гафния(IV) образует бесцветные кристаллы, моноклинной сингонии, пространственная группа C 2/c, параметры ячейки a = 1,174 нм, b = 0,991 нм, c = 0,766 нм, β = 129,15°, Z = 12.

Не растворяется в воде, образует кристаллогидрат HfF₄•3H₂O, который имеет реальной строение [Hf₂(H₂O)₆F₆]•F₂.

Химические свойстваПравить

• Безводную соль получают сушкой кристаллогидрата в вакууме:

$\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{\mathsf{80}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}\mathsf{,}\mathsf{v}\mathsf{a}\mathsf{c}\mathsf{u}\mathsf{u}\mathsf{m}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {HfF_{4}\cdot 3H_{2}O\ {\xrightarrow {80-100^{o}C,vacuum}}\ HfF_{4}+3H_{2}O}}$ 

• Реагирует с горячей водой:

$\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{70}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{O}{\mathsf{F}}_{\mathsf{2}}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{F}$${\mathsf {HfF_{4}+3H_{2}O\ {\xrightarrow {70^{o}C}}\ HfOF_{2}\cdot 2H_{2}O\downarrow +2HF}}$ 

• Разлагается концентрированной серной кислотой:

$\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{50}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{F}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {HfF_{4}+2H_{2}SO_{4}+H_{2}O\ {\xrightarrow {50^{o}C}}\ H_{2}[HfO(SO_{4})_{2}]+4HF\uparrow }}$ 

• С фторидами щелочных металлов образует фторогафниаты:

$\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{F}\stackrel{\mathsf{700}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{900}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}$${\mathsf {HfF_{4}+2KF\ {\xrightarrow {700-900^{o}C}}\ K_{2}[HfF_{6}]}}$ 

$\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{F}\stackrel{}{\to }\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{3}}\mathsf{[}\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{7}}\mathsf{]}$${\mathsf {HfF_{4}+3NaF\ {\xrightarrow {}}\ Na_{3}[HfF_{7}]}}$ 

$\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{L}\mathsf{i}\mathsf{F}\stackrel{{\mathsf{900}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{L}{\mathsf{i}}_{\mathsf{4}}\mathsf{[}\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{F}}_{\mathsf{8}}\mathsf{]}$${\mathsf {HfF_{4}+4LiF\ {\xrightarrow {900^{o}C}}\ Li_{4}[HfF_{8}]}}$ 

ЛитератураПравить

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.