แคลเซียมฟลูออไรด์
แคลเซียมฟลูออไรด์เป็นสารประกอบอนินทรีย์ของธาตุแคลเซียมและฟลูออรีน มี สูตร ทางเคมี คือCaF₂ เป็น สีขาวที่ไม่ละลายในน้ำ พบได้ในรูปแร่ฟลูออไรต์ (หรือเรียกว่าฟลูออร์สปาร์) ซึ่งมักมีสีเข้มเนื่องจากสิ่งเจือปน
โครงสร้างทางเคมี
สารประกอบนี้ตกผลึกในรูปแบบทรงลูกบาศก์ที่เรียกว่าโครงสร้างฟลูออไรต์

ศูนย์ Ca 2+มีการประสานงานแปดตำแหน่ง โดยมีศูนย์กลางอยู่ที่ลูกบาศก์ของศูนย์ F − แปดแห่ง แต่ละ ศูนย์F − จะประสานงานกับศูนย์ Ca 2+ สี่แห่ง ในรูปทรงของทรงสี่หน้า[ 5 ]แม้ว่าตัวอย่างผลึกที่บรรจุอย่างสมบูรณ์จะไม่มีสี แต่แร่ธาตุมักจะมีสีเข้มเนื่องจากการมีอยู่ของศูนย์ Fโครงสร้างผลึกเดียวกันนี้พบได้ในสารประกอบไอออนิกจำนวนมากที่มีสูตร AB เช่นCeO , ZrO ลูกบาศก์ , UO , ThO และPuO ในโครงสร้างแอนติ ที่สอดคล้องกัน เรียกว่า โครงสร้างแอนติฟลูออไรต์ ไอออนลบและไอออนบวกจะสลับกัน เช่นBe C
เฟสแก๊ส
เฟสแก๊สเป็นที่น่าสังเกตว่าไม่สอดคล้องกับการทำนายของทฤษฎี VSEPR โมเลกุล CaF ไม่เป็นเส้นตรงเหมือนMgF 2แต่โค้งงอโดยมีพันธะประมาณ 145° ไดเฮไลด์ของสตรอนเทียมและแบเรียมก็มีรูปทรงโค้งงอเช่นกัน[ 6 ]มีการเสนอว่านี่เป็นเพราะลิแกนด์ ฟลูออไรด์ มีปฏิสัมพันธ์กับแกนอิเล็กตรอน[ 7 ] [ 8 ]หรือซับเชลล์ d [ 9 ]ของอะตอมแคลเซียม
การตระเตรียม
แร่ฟลูออไรต์มีอยู่มากมาย แพร่หลาย และส่วนใหญ่น่าสนใจในฐานะสารตั้งต้นของHFดังนั้นจึงมีแรงจูงใจเพียงเล็กน้อยสำหรับการผลิต CaF2 ในระดับอุตสาหกรรมมีความบริสุทธิ์สูงผลิตได้โดยการบำบัดแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก : [ 10 ]
- CaCO + 2 HF → CaF + CO + H O
แอปพลิเคชัน
ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นแหล่งหลักของไฮโดรเจนฟลูออไรด์ซึ่งเป็นสารเคมีพื้นฐานที่ใช้ในการผลิตวัสดุหลากหลายชนิด แคลเซียมฟลูออไรด์ใน สถานะ ฟลูออไรต์มีความสำคัญทางการค้าอย่างมากในฐานะแหล่งฟลูออไรด์[ 11 ] ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ถูกปลดปล่อยออกจากแร่โดยการกระทำของ กรดซัลฟิวริกเข้มข้น: [ 12 ] [ 13 ]
- CaF + H SO → CaSO (ของแข็ง) + 2 HF
คนอื่น
แคลเซียมฟลูออไรด์ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนทางแสง เช่น หน้าต่างและเลนส์ ซึ่งใช้ในระบบถ่ายภาพความร้อน สเปก โทรสโกปีกล้องโทรทัศน์และเลเซอร์เอ็กไซเมอร์ (ใช้สำหรับโฟโตลิโทกราฟีในรูปของเลนส์หลอมรวม) มีคุณสมบัติโปร่งใสในช่วงความถี่กว้างตั้งแต่รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ถึงอินฟราเรด (IR) ดัชนีหักเหต่ำช่วยลดความจำเป็นในการใช้สารเคลือบป้องกันการสะท้อนแสงการไม่ละลายในน้ำก็เป็นข้อดีเช่นกันนอกจากนี้ยังยอมให้คลื่นความยาวคลื่นที่สั้นกว่าผ่านได้
แคลเซียมฟลูออไรด์ที่เจือสาร เช่นเดียวกับฟลูออไรต์ธรรมชาติ แสดงคุณสมบัติการเรืองแสงเมื่อได้รับความร้อนและใช้ในเครื่องวัดปริมาณรังสีแบบเรืองแสงเมื่อ ได้รับความร้อน สารนี้เกิดขึ้นเมื่อฟลูออรีนรวมตัวกับแคลเซียม
แคลเซียมฟลูออไรด์ระดับโมเลกุล
แคลเซียมฟลูออไรด์โมเลกุลที่มีลักษณะเฉพาะที่ดีนั้นเกิดขึ้นจากการนำ CaF2 มาทำปฏิกิริยาลิแกนด์ขนาด ใหญ่ ที่มีหลายตำแหน่ง[ 14 ]แคลเซียมฟลูออไรด์บางชนิดสามารถใช้เป็นรีเอเจนต์สำหรับการเติมฟลูออไรด์แบบนิวคลีโอฟิลิกในสารประกอบอินทรีย์ได้[ 15 ] [ 16 ]
ความปลอดภัย
CaF จัดอยู่ในประเภท "ไม่เป็นอันตราย" แม้ว่าการทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกจะทำให้เกิดกรดไฮโดรฟลูออริกซึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนและเป็นพิษสูงก็ตาม ในส่วนของการสูดดม ความเข้มข้นของฝุ่นที่มีฟลูออรีนที่แนะนำโดยNIOSH คือ 2.5 มก./ ลบ.ม.ในอากาศ[ 10 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- ข้อมูลเทอร์โมเคมีจากเว็บบุ๊คของ NIST
- ชาร์ลส์ ทาวน์ส กล่าวถึงประวัติศาสตร์ของเลเซอร์
- เอกสารข้อมูลเกี่ยวกับสารมลพิษแห่งชาติ - ฟลูออไรด์และสารประกอบต่างๆ
- ข้อมูลวัสดุคริสตัลถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน 2012 ที่Wayback Machine
- เอกสารข้อมูลความปลอดภัย ของวัสดุ (MSDS) ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน 2011 ที่Wayback Machine (มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด)