三氟化硼

    三氟化硼 :

BF₃ [1]

在干燥 空气中无色,在湿空气中产生白色烟 雾的气体,有刺激性及窒息性。相对 分子质量67.81。共价型化合物,有正 平面三角形空间结构。相对密度1.57(100.4℃, 液体),密度2.99g/l(标准状态下,气体)。熔 点-126.7℃。沸点-99.9℃。临界温度-12.25 ℃,临界压力4.99MPa。溶于冷水和苯,在水中 的溶解度0℃时332,溶于水后有一定程度的 水解,生成氟硼酸和硼酸,也溶于无水硫酸, 溶解度为1.94;在热水和乙醇中起反应,生成 氟硼酸(HBF₄);与硝酸生成固体复合 物(HNO₃·BF₃);溶于大多数饱和烃和卤代烃 以及芳烃;与至少具有一个非共有电子对(孤 电子对)的分子可以形成配位化合物,如与乙 醚形成稳定的配位化合物BF₃·(C₂H₅)₂O;加热 碱金属或碱土金属(除镁外),在白热情况下能 与三氟化硼起反应;通过火花放电和氢反应, 生成硼;在铝、钠作用下,在300～500℃下与氢 反应,生成乙硼烷;与硼、铝、硅、钛、碱金属氧 化物、硼酸盐、硝酸盐、碳酸盐和硅酸盐在高 温下反应时,生成(BOF)₃;在通常情况下,难与 金属反应,有抑制氧化的作用;可与多种化合 物发生加成反应;与烷基金属化合物和芳烃 格氏试剂反应时,除生成烷基氟化硼(RBF₂) 和芳烃氟化硼(R₂BF)外,还生成氟硼 酯[BF(OR)₂]。由于三氟化硼为气体,处理时 不方便,与具有氧或氮的化合物很容易生成 配位化合物,再利用加热,将三氟化硼释放 出来。
用途: 三氟化硼主要以路易斯酸的形式 用作有机反应的催化剂,具有抑制副反应,加 强主反应的特点,可用于聚合、共聚、缩合、烷 基化、重排、环化、开环、置换和异构化,俗 有“万能催化剂”之称;此外,还用作树脂固化 助剂、乙硼烷原料和制备配位化合物(用作缩 聚催化剂);高纯度者可用于制造集成电路。
制法:①通常用三氧化二硼、100%硫酸 和氟化钙混合加热来制取三氟化硼。
也可以硼砂为原料,在常温下与氢氟酸反 应,而制得[1]。

Na₂B₄O₇·10H₂O+12HF→ Na₂O·4BF₄+16H₂O
Na₂O·4BF₄+2H₂SO₄→ 4[1]+2NaHSO₄+H₂O

②将四氟硼酸钠粉末和三氧化二硼粉末 混合均匀,向其中加浓硫酸(其中含10%的发烟 硫酸),充分搅拌,反应产生的气体[1]及水蒸 气,用三氧化二硼干燥剂进行干燥,干燥后的气 体进入用液氮冷却的冷却捕集器,凝固。然后进 行蒸馏精制,可制得[1]。

6NaBF₄+B₂O₃+6H₂SO₄→ 8[1]+6NaHSO₄+3H₂O