フッ化ベリリウム

フッ化ベリリウムは_、化学式 BeF₂で表される無機化合物である。この白色固体は、ベリリウム金属の製造における主要な前駆体である。その構造は石英に似ているが、BeF₂_は水に非常に溶けやすい。

物件

フッ化ベリリウムは独特の光学特性を持つ。フルオロベリレートガラスの形態では、室温における固体の中で最も低い屈折率1.275を示す。分散能は固体の中で最も低く0.0093であり、非線形係数も最も低く2×10⁻¹⁴で^ある。

構造と結合

_{固体BeF 2}の構造はクリストバライトの構造に似ている。Be ²⁺中心は4配位で四面体であり、フッ化物中心は2配位である。^{[ 7 ]} Be-F結合長は約1.54 Åである。^{[ 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る。BeF}₂とAlF ₃の間にも類似点があり、どちらも穏やかな温度で拡張構造をとる。

気体および液体の_BeF₂

気体状態のフッ化ベリリウムは直線構造をとり、Be-F間の距離は143 pmである。^{[ 9 ]} BeF2_は、 686 ℃で10 Pa 、767 ℃で100 Pa、869 ℃で1 kPa、999 ℃で10 kPa、1172 ℃で100 kPaの蒸気圧に達する。[ 10 ^]^気体^状態の分子BeF2_は二酸化炭素と等電子である。

液体状態のフッ化ベリリウムは四面体構造を持つ。液体_BeF₂の密度は凝固点付近で低下する。これは、Be²⁺イオン^とF⁻イオン^が互いに強く配位し始め、組成式単位間の空隙が拡大するためである。^{[ 11 ]}

生産

ベリリウム鉱石の処理により、不純なBe(OH) _₂が生成される。この物質は二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アンモニウムを生成する。

Be(OH) _₂₊ 2 ₍ NH₄ ₎ HF₂ _→ ( _NH₄ ) _₂BeF₄ + 2H₂O

テトラフルオロベリレートは安定なイオンであり、様々な不純物を水酸化物として沈殿させることで精製できる。精製した(NH ₄ ) ₂ BeF ₄を加熱すると、目的生成物が得られる。

(NH ₄ ) ₂ BeF ₄ → 2 NH ₃ + 2 HF + BeF ₂

一般的に、BeF _{2イオンとフッ化物との反応性は、SiO}₂と酸化物との反応と非常によく似ている。^{[ 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 °CでBeF ₂を還元すると、金属ベリリウムへの最も実用的な経路が得られます。^[⁹^]

BeF₂ ₊ Mg → Be + _MgF₂

塩化ベリリウムは揮発性が高いため、有用な前駆体とは言えない。

ニッチな用途

フッ化ベリリウムは、リン酸の模倣体として、特にタンパク質結晶学などの生化学で使用されています。そのため、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です。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、そこ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 ℃）、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高の中性子特性を持っています。MSREは、 2つの冷却回路で2種類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毒性が非常に高い。フッ化物の存在下でのベリリウムの毒性増加は、1949年には既に指摘されていた。_[^{15 ]マウス}におけるLD50は、経口摂取で約100mg / kg 、静脈内注射で1.8mg/kgである。

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に関するファクトシート
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の数値が記載されているMSDS

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15 ]マウス

物件

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ニッチな用途

安全性

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