三氟化溴

三氟化溴是一种卤素互化物，化学式为BrF₃。这种无色、有毒、有腐蚀性的液体可溶于硫酸，但与水或有机化合物接触会发生爆炸。它是一种强氟化剂和无机离子化溶剂。它在核燃料生产和后处理过程中被用于生产六氟化铀（UF₆）。

制备

三氟化溴最早由保罗·利比奥（Paul Lebeau）于1906年报道。他将溴单质与氟在20 °C下反应得到了三氟化溴：

$\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{B}\mathrm{r}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}$

一氟化溴的歧化反应也产生三氟化溴：

$\mathrm{3}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{F}\mathrm{\to }\mathrm{B}\mathrm{r}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}$

结构

与ClF₃和IF₃类似，BrF₃分子也是T形的。价层电子对互斥理论中，中心溴原子连有两对孤对电子。每个轴向的Br-F键长度为1.81 Å，而水平方向的为1.72 Å。轴向Br-F键与水平Br-F键的夹角略小于90°，86.2°的键角是因为孤对电子的排斥比成键电子更强，键角的变小使得能量降低。

化学性质

BrF₃是一种强氟化剂，但略弱于ClF₃。这种液体能导电，因为它能发生自耦电离：

$\mathrm{2}\mathrm{B}\mathrm{r}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{B}\mathrm{r}{F}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{r}{F}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{-}}$

许多离子型氟化物易溶于三氟化溴，并形成溶剂合碱（即路易斯酸碱的加合物）：

$\mathrm{K}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{r}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\to }\mathrm{K}\mathrm{B}\mathrm{r}{\mathrm{F}}_{\mathrm{4}}$

此外少数共价型氟化物，例如四氟化硅、五氟化钒及类似化合物也可溶于三氟化溴，它们在溶液中作为路易斯酸。

$\mathrm{S}\mathrm{b}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{r}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\to }\mathrm{B}\mathrm{r}{F}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{+}}\mathrm{S}\mathrm{b}{F}_{\mathrm{6}}^{\mathrm{-}}$

含BrF₂⁺的物质与含BrF₄^-能发生类似于酸碱中和的反应：

$\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{\mathrm{+}}\mathrm{B}\mathrm{r}{F}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{r}{F}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{+}}\mathrm{S}\mathrm{b}{F}_{\mathrm{6}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\to }\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{S}\mathrm{b}{\mathrm{F}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{B}\mathrm{r}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}$

${\mathrm{K}}^{\mathrm{+}}\mathrm{B}\mathrm{r}{F}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{(}\mathrm{B}\mathrm{r}{F}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{+}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{n}{F}_{\mathrm{6}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{\to }{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{n}{\mathrm{F}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{B}\mathrm{r}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}$

这类反应被广泛用于制取含氟配合物，例如AgAuF₄、(NO₂)SnF₆、(NO)₂SnF₆、LiVF₆、KRuF₆等，在上述反应完成后真空蒸发除去三氟化溴即可得到产品。

三氟化溴能使高价氟配合物稳定，例如四氟化钯不能分离得到，但在三氟化溴中可制得它的配合物。稀有气体的氟化物也能在三氟化溴中与强路易斯酸形成加合物。

外部链接

• WebBook page for BrF3Template:Wayback