Фторид хлора(V)

Для термина «Фторид хлора» см. также другие значения.

Фтори́д хло́ра(V) (пентафтори́д хло́ра, пятифто́ристый хлор) — ClF₅, соединение хлора с фтором, представляющее собой при комнатной температуре бесцветный ядовитый тяжёлый газ с сильным раздражающим запахом. Конденсируется при охлаждении до −13 °C (или при увеличении давления) в бесцветную жидкость. Впервые синтезирован в 1963 году.

Фторид хлора​(V)​
Общие
Систематическое наименование	Пентафторид хлора
Хим. формула	ClF5
Физические свойства
Состояние	бесцветный газ
Молярная масса	130,445 г/моль
Плотность	0,0045 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	−103 °C
• кипения	−13,1 °C
Энтальпия
• образования	−238,49 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	гидролиз
Классификация
Рег. номер CAS	13637-63-3
PubChem	61654
Рег. номер EINECS	237-123-6
SMILES	FCl(F)(F)(F)F
InChI	InChI=1S/ClF5/c2-1(3,4,5)6 KNSWNNXPAWSACI-UHFFFAOYSA-N
RTECS	FO2975000
ChemSpider	55559
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Физические свойстваПравить

Температура плавления −103 °C, кипения −13,1 °C. В газовой фазе бесцветен, конденсируется в мутно-белую жидкость и в белые кристаллы. Давление паров в диапазоне от −80 до +25 °C зависит от абсолютной температуры как lg P_{мм рт.ст.} = 7,2683 − 1137,16/T. Плотность в жидкой фазе при −23 °C равна 1,922 г/см³, в диапазоне от −80 до −23 °C изменяется как 2,696 г/см³ − 3,08⋅10⁻³ T (K).

Химические свойстваПравить

Сильный окислитель и очень сильный фторирующий агент. Реагирует с водой, взаимодействует со всеми элементами, кроме фтора, кислорода, азота и инертных газов:

$\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{F}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{}{\to }\mathsf{5}\mathsf{H}\mathsf{F}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {ClF_{5}+3H_{2}O\ \xrightarrow {} \ 5HF+HClO_{3}}}$ 

• При нагревании разлагается в ClF₃ и F₂:

$\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{F}}_{\mathsf{5}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{F}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {ClF_{5}\rightarrow ClF_{3}\uparrow +F_{2}\uparrow }}$ 

• С диоксидом кремния при комнатной температуре переходит во фторид кремния(IV):

$\mathsf{4}\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{F}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{5}\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{5}\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{5}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {4ClF_{5}+5SiO_{2}\rightarrow 5SiF_{4}+2Cl_{2}+5O_{2}}}$ 

• Под действием ультрафиолетового излучения вступает во взаимодействие с PtF₆, при этом образуется смесь ClF₆PtF₆ и ClF₄PtF₆:

$\mathsf{2}\mathsf{P}\mathsf{t}{\mathsf{F}}_{\mathsf{6}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{F}}_{\mathsf{5}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{F}}_{\mathsf{6}}\mathsf{[}\mathsf{P}\mathsf{t}{\mathsf{F}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{[}\mathsf{P}\mathsf{t}{\mathsf{F}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}$${\mathsf {2PtF_{6}+2ClF_{5}\rightarrow ClF_{6}[PtF_{6}]+ClF_{4}[PtF_{6}]}}$ 

ПолучениеПравить

• Реакция трифторида хлора с газообразным фтором при высоких температуре и давлении:

$\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{F}}_{\mathsf{2}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{C}\mathsf{l}{\mathsf{F}}_{\mathsf{5}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {ClF_{3}+F_{2}\longrightarrow ClF_{5}\uparrow }}$ 

• Синтез из элементов при 350 °C и давлении 250 атм (фотохимическая активация позволяет снизить давление синтеза до 1 атм).
• Фторирование соединений вида Me[ClF₄] (Me = K, Rb, Cs).
• Электролиз раствора ClF₃ в HF.

ПрименениеПравить

Применяется как фторирующий агент, но используется редко, так как не имеет преимуществ перед трифторидом хлора. В США было предложено использовать его как компонент ракетного топлива, высококипящий окислитель, однако по данным на 1981 года работы по этой теме находились на стадии стендовых и лабораторных испытаний.

ТоксичностьПравить

Очень токсичен, ядовитый (удушающий) газ.

ЛитератураПравить

• Николаев Н. С., Суховерхов В. Ф., Шишков В. Д., Аленчикова И. Ф. Химия галоидных соединений фтора. М.: Наука, 1968.
• 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.