Фторид бериллия

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	84,6^25 г/100 мл
• в этаноле	плохо растворим
Структура
Кристаллическая структура	тригональная, типа α-кварца
Классификация
Рег. номер CAS	7787-49-7
PubChem	24589 и 5357692
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

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.

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

Получение

Синтезом из элементов:

${\displaystyle {\ce {Be + F2 -> BeF2}}}$.

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

${\displaystyle {\ce {BeO{}+2HF->[220~{\ce {^{o}C}}]BeF2{}+H2O;}}}$

${\displaystyle {\ce {Be(OH)2 + 2 HF -> BeF2 + 2 H2O;}}}$

${\displaystyle {\ce {BeCO3 + 2 HF -> BeF2 + CO2 ^ + H2O}}}$.

Действием фтора на оксид бериллия:

${\displaystyle {\ce {2BeO{}+2F2->[400~{\ce {^{o}C}}]2BeF2{}+O2}}}$.

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

${\displaystyle {\ce {Be(OH)2 + 2 (NH4)HF2 -> (NH4)2[BeF4] + 2 H2O}}}$.

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

${\displaystyle {\ce {(NH4)2[BeF4]{}->[800-1100~{\ce {^{o}C}}]BeF2{}+2NH4F}}}$.

Физические свойства

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[1]. При затвердевании расплава образует стеклообразную массу[1].

Химические свойства

Водные растворы имеют кислую реакцию вследствие гидролиза по катиону:

${\displaystyle {\ce {Be^{2+}\ + H2O -> BeOH^+ + H^+}}}$.

Безводный фторид бериллия получают нагреванием кристаллогидрата в токе фтористого водорода:

${\displaystyle {\ce {BeF2.H2O->[150~{\ce {^{o}C}}]BeF2{}+H2O}}}$.

При нагревании кристаллогидрата на воздухе образуется оксифторид бериллия:

${\displaystyle {\ce {2BeF2.H2O->[{\ce {t~^{o}C}}]Be2OF2{}+2HF}}}$.

Разлагается в водных растворах при кипячении:

${\displaystyle {\ce {BeF2{}+2H2O->[100~{\ce {^{o}}}{\ce {C}}]Be(OH)2v}}}$ ${\displaystyle {\ce {{}+ 2 HF ^}}}$.

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

${\displaystyle {\ce {BeF2 + H2SO4 -> BeSO4 v + 2 HF ^}}}$.

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

${\displaystyle {\ce {BeF2 + 2 NaOH -> Be(OH)2 v + 2 NaF;}}}$

${\displaystyle {\ce {BeF2 + 4 NaOH -> Na2[Be(OH)4] + 2 NaF}}}$.

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

${\displaystyle {\ce {BeF2 + 2 NaF -> Na2[BeF4] v}}}$.

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

${\displaystyle {\ce {BeF2{}+Mg->[700~{\ce {^{o}C}}]Be{}+MgF2}}}$.

Применение

• 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[1].
• 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[2][3].

Токсичность

Фторид бериллия как и все соединения бериллия ядовит. Присутствие фтора в соединении ещё более увеличивает токсичность соединения[4].

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

Примечания

1. Матясова В. Е., Коцарь М. Л., Алекберов З. М. (ОАО «ВНИИХТ», г. Москва). Фторид бериллия — исходное вещество для производства металлического бериллия и компонентов солевой композиции ядерных реакторов.  (неопр.) Дата обращения: 20 февраля 2022. Архивировано 20 февраля 2022 года.
2. Reiko Kagawa; Martin G. Montgomery; Kerstin Braig; Andrew G. W. Leslie; John E. Walker (2004). "The structure of bovine F1-ATPase inhibited by ADP and beryllium fluoride". The EMBO Journal. 23 (5): 2734–2744. doi:10.1038/sj.emboj.7600293. PMC 514953. PMID 15229653.
3. Bigay J.; Deterre P.; Pfister C.; Chabre M. (1987). "Fluoride complexes of aluminium or beryllium act on G-proteins as reversibly bound analogues of the gamma phosphate of GTP". The EMBO Journal. 6 (10): 2907–2913. doi:10.1002/j.1460-2075.1987.tb02594.x. PMC 553725. PMID 2826123.
4. Fluoride in Drinking Water: A Scientific Review of EPA's Standards : [англ.]. — The National Academies Press, 2006. — P. 51–52. — ISBN 978-0-309-10128-8. — doi:10.17226/11571.