フッ化ベリリウム

フッ化ベリリウム
名前
	IUPAC名フッ化ベリリウム
	その他の名前 ; 二フッ化ベリリウム
識別子
CAS番号	7787-49-7 ;
3Dモデル（JSmol）	固体イオン形態:インタラクティブ画像; 固体共有結合型:インタラクティブ画像; ガス形態:インタラクティブ画像;
チェビ	チェビ:49499 ;
ケムスパイダー	22992 ;
ECHA 情報カード	100.029.198
パブケム CID	24589;
RTECS番号	DS2800000;
ユニ	499FU9DQ5C ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID50873983;
	InChI InChI=1S/Be.2FH/h;21H/q+2;;/p-2 キー: JZKFIPKXQBZXMW-UHFFFAOYSA-L ; InChI=1/Be.2FH/h;21H/q+2;;/p-2 キー: JZKFIPKXQBZXMW-NUQVWONBAD;
	笑顔固体イオン形態: [Be+2].[F-].[F-]; 固体共有結合型: F[Be]F; 気体形態: [F+]=[Be-2]=[F+];
プロパティ
化学式	ベフ2
モル質量	47.01 g/mol; 吸湿性
外観	無色のガラス状の塊
密度	1.986グラム/ cm3
融点	554 °C (1,029 °F; 827 K)
沸点	1,169 °C (2,136 °F; 1,442 K)
水への溶解度	非常に溶けやすい
溶解度	アルコールにほとんど溶けない
構造
結晶構造	三方晶系、α-石英
空間群	P3 1 21 (No. 152)、ピアソンシンボルhP9
格子定数	a = 473.29 午後、c = 517.88 午後
分子の形状	リニア
熱化学
熱容量 ( C )	1.102 J/K または 59 J/mol K
標準モル; エントロピー ( S ⦵ 298 )	45 J/モル K
; 標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 )	-1028.2 kJ/g または -1010 kJ/mol
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ )	-941 kJ/モル
危険性
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H301、H305、H311、H314、H315、H319、H330、H335、H372、H411
注意事項	P201、P202、P260、P264、P270、P271、P273、P280、P281、P284、P301+P310、P301+P330+P331、P302+P352、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P308+P313、P310、P312、P314、P320、P321、P322、P330、P361、P363、P391、P403+P233、P405、P501
引火点	不燃性
	致死量または濃度（LD、LC）：
LD 50 (平均投与量)	90 mg/kg（経口、ラット）; 100 mg/kg（経口、マウス）
	NIOSH（米国健康暴露限界）：
PEL (許可)	TWA 0.002 mg/m 3; C 0.005 mg/m 3（30分）、最大ピークは0.025 mg/m 3（Beとして）
REL (推奨)	Ca C 0.0005 mg/m 3（Beとして）
IDLH（差し迫った危険）	Ca [4 mg/m 3 (Beとして)]
安全データシート（SDS）	インケム MSDS
関連化合物
その他の陰イオン	塩化ベリリウム; 臭化ベリリウム; ヨウ化ベリリウム
その他の陽イオン	フッ化マグネシウムフッ化; カルシウムフッ化; ストロンチウムフッ化; バリウム; フッ化ラジウム
関連化合物	フッ化水素; フッ化アルミニウム;
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

フッ化ベリリウムは、化学式 Be F ₂の無機化合物です。この白い固体は、ベリリウム金属を製造するための主な前駆物質です。その構造は石英に似ていますが、BeF _{2 は}水に非常に溶けやすいです。

プロパティ

フッ化ベリリウムは独特の光学特性を持っています。フッ化ベリリウムガラスの屈折率は室温で固体としては最低の 1.275 です。分散力は固体としては最低の 0.0093 で、非線形係数も最低の 2 × 10 ⁻¹⁴です。

構造と結合

_{固体BeF 2}の構造はクリストバライトに似ています。Be ²⁺中心は4配位四面体で、フッ化物中心は2配位です。^[7] Be-F結合長は約1.54 Åです。^[8]SiO ₂と同様に、BeF _{2もいくつかの関連構造をとることができます。BeF}₂とAlF ₃の間にも類似点があり、どちらも温和な温度で拡張構造をとります。

気体および液体BeF₂

気体のフッ化ベリリウムは直線構造をとり、Be-F距離は143 pmである。^[9] BeF ₂は686 °Cで10 Pa、767 °Cで100 Pa、869 °Cで1 kPa、999 °Cで10 kPa、1172 °Cで100 kPaの蒸気圧に達する。 ^[10]気体状態の分子状BeF ₂は二酸化炭素と等電子的である。

液体のフッ化ベリリウムは四面体構造をとる。液体BeF ₂の密度は凝固点近くで減少し、Be ^2+イオンとF ⁻イオンが互いに強く配位し始め、式単位間の空隙が拡大する。^[11]

生産

ベリリウム鉱石の加工により不純な Be(OH) ₂が生成されます。この物質はフッ化アンモニウムと反応してテトラフルオロベリリウム酸アンモニウムを生成します。

Be(OH) ₂ + 2 (NH ₄ )HF ₂ → (NH ₄ ) ₂ BeF ₄ + 2 H ₂ O

テトラフルオロベリレートは強力なイオンであり、さまざまな不純物を水酸化物として沈殿させることで精製できます。精製した (NH ₄ ) ₂ BeF ₄を加熱すると、目的の生成物が得られます。

（NH ₄）_2BeF₄ → 2NH ₃ + 2HF + BeF ₂

一般的に、BeF2イオンとフッ化物との反応性は_SiO2_と酸化物との反応と非常に類似している。^[12]

アプリケーション

グラファイトるつぼ中でマグネシウムを用いて1300℃で_BeF2を還元することが、金属ベリリウムを得る最も実用的な方法である。^[9]

BeF ₂ + Mg → Be + MgF ₂

塩化ベリリウムは揮発性があるため、有用な前駆物質ではありません。^[要出典]

ニッチな用途

フッ化ベリリウムは生化学、特にタンパク質結晶学においてリン酸の模倣物として使用されています。したがって、ADPとフッ化ベリリウムは一緒にATP部位に結合してタンパク質の作用を阻害する傾向があり、結合状態でタンパク質を結晶化することが可能になります。^[13]^[14]

フッ化ベリリウムは、液体フッ化物原子炉で使用される好ましいフッ化物塩混合物の基本成分を形成します。通常、フッ化ベリリウムはフッ化リチウムと混合されて基本溶媒 ( FLiBe ) を形成し、これにウランとトリウムのフッ化物が導入されます。フッ化ベリリウムは化学的に非常に安定しており、LiF/BeF ₂混合物 ( FLiBe ) は融点が低く (360～459 °C)、原子炉での使用に適したフッ化物塩の組み合わせの中で最も優れた中性子特性を備えています。MSREは2 つの冷却回路で 2 つの異なる混合物を使用しました。

安全性

ベリリウム化合物は非常に有毒です。フッ化物存在下でのベリリウムの毒性の増大は、1949年にすでに指摘されていました。[ ^15]マウスの LD50_は、経口摂取で約100 mg/kg、静脈注射で1.8 mg/kgです。

参考文献

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外部リンク

IARC モノグラフ「ベリリウムおよびベリリウム化合物」
国家汚染物質目録: ベリリウムおよび化合物のファクトシート
国家汚染物質目録: フッ化物および化合物に関するファクトシート
フッ化ベリリウムの危険性
LD50の数値の元となるMSDS

[1] 「ベリリウムフッ化物」。American Elements 。 2023年7月10日閲覧。

[2] Lide, David R. 編 (2006). CRC 化学・物理ハンドブック(第 87 版). フロリダ州ボカラトン: CRC プレス. ISBN 0-8493-0487-3。

[3] Wright, Albert F.; Fitch, Andrew N.; Wright, Adrian C. (1988). 「フッ化ベリリウムのα-およびβ-石英多形体の製造と構造」. Journal of Solid State Chemistry . 73 (2): 298. Bibcode :1988JSSCh..73..298W. doi :10.1016/0022-4596(88)90113-2.

[PGCH-4] NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0054」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。

[5] 「ベリリウム化合物（Beとして）」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。

[6] 「二フッ化ベリリウム」。PubChem。国立衛生研究所。 2017年10月13日閲覧。

[7] ウェルズ AF (1984)構造無機化学第 5 版オックスフォードサイエンスパブリケーションズISBN 0-19-855370-6

[8] Pallavi Ghalsasi、Prasanna S. Ghalsasi、「BeF2: α-石英の単結晶X線構造」Inorg. Chem.、2011、50 (1)、pp 86–89。doi : 10.1021/ic101248g

[Holl-9] Holleman, AF; Wiberg, E.「無機化学」Academic Press: サンディエゴ、2001年。ISBN 0-12-352651-5。

[10] 蒸気圧、physics.nyu.edu、p. 6-63、Ohe, S. (1976) Computer Aided Data Book of Vapor Pressure、Data Book Publishing Co.、東京より。

[11] Agarwal, M.; Chakravarty C (2007). 「液体フッ化ベリリウムの水のような構造と過剰エントロピー異常」J. Phys. Chem. B . 111 (46): 13294–300. doi :10.1021/jp0753272. PMID 17963376.

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[13] 香川玲子、マーティン・G・モンゴメリー、カースティン・ブレイグ、アンドリュー・GW・レスリー、ジョン・E・ウォーカー（2004）。「ADPとフッ化ベリリウムによって阻害されたウシF1-ATPaseの構造」。EMBOジャーナル。23 （5）：2734–2744。doi ：10.1038/ sj.emboj.7600293。PMC 514953。PMID 15229653。

[14] Bigay J.; Deterre P.; Pfister C.; Chabre M. (1987). 「アルミニウムまたはベリリウムのフッ化物錯体は、GTP のガンマリン酸の可逆的結合類似体として G タンパク質に作用する」。The EMBO Journal。6 ( 10 ) : 2907–2913。doi :10.1002/j.1460-2075.1987.tb02594.x。PMC 553725。PMID 2826123 。

[15] 飲料水中のフッ化物：EPA基準の科学的レビュー。全米科学アカデミー出版。2006年。pp.51-52。doi : 10.17226/ 11571。ISBN 978-0-309-10128-8。