Фторид брома I

Фторид брома I (монофторид брома, фтористый бром), BrF — соединение брома с фтором, представляющее собой при комнатной температуре легкокипящую жидкость золотисто-красного цвета, с сильным раздражающим запахом. В больших дозах ядовит.

История открытия

В 1931 году немецкие учёные Руфф и Менцель изучали продукты взаимодействия пентафторида брома с бромом. В результате исследования в смеси было обнаружено соединение, которое более активно действовало на кварц и давление пара которого было выше значения, соответствующего предполагаемым соединениям (Br₂, BrF₃, BrF₅). Поэтому учёные предположили наличие в смеси еще одного компонента — монофторида брома. В 1933 году Руфф и Брайд не смогли выделить в чистом виде искомое соединение, однако они доказали, что в этой молекуле на 1 атом брома приходится 1 атом фтора.

Физические свойства

Дипольный момент — 1,29 Дб.

Сродство к электрону оценивается в 2,64 эВ.

Термодинамические свойства

В ИК-спектре наблюдаются 2 полосы: слабая при 1326 см⁻¹ и средней интенсивности при 669 см⁻¹.

Химические свойства

Нестабильное соединение, достаточно быстро диспропорционирует на бром и пентафторид брома:

 5 BrF → 2 Br₂ + BrF₅ 

 Реагирует с разбавленной горячей щелочью:

 43 BrF + 6 NaOH ⟶ 3 NaCl + 2 NaBr + NaBrO 3 + 3 H₂O

Реагирует с холодной разбавленной щелочью:

 BrF + 2 NaOH ⟶ NaF + NaBrO + H₂O

Химически очень активное соединение. Вступает в реакцию даже с золотом и кварцем.

Для стабилизации и хранения переводят в более устойчивое двойное соединение с пиридином.

Произведён расчёт геометрии молекулы гидрофторида монофторида брома (HBrF₂) и показано, что такое соединение в случае его успешного синтеза будет иметь необычное строение вида Br-F-H-F.

Получение

Как и большинство интергалогенидов, монофторид брома можно получить напрямую из простых веществ, взятых в эквимольном соотношении:

 Br₂ + F₂ → 2 BrF

Однако наряду с монофторидом образуются также трифторид и пентафторид брома. Для выделения чистого монофторида брома используются ловушки, охлаждённые до −20 °C, −50 °C и −120 °C для отделения BrF₃, BrF₅ и BrF соответственно. Прибор для синтеза должен быть сделан из меди, так как с многими другими материалами реагенты вступают во взаимодействие, а некоторые, например платина, катализируют реакцию разложения монофторида брома. Выход монофторида брома составляет около 40 % от теоретического.

С помощью инфракрасной спектроскопии было показано, что образование монофторида брома возможно из трифторида брома за счёт диспропорционирования:

 2 BrF₃ → BrF + BrF₅

Применение

• Так как монофторид брома не удаётся выделить в чистом виде за счёт частичного разложения, вместо него во многих случаях используется смесь брома и трифторида брома для генерации монофторида in situ.
• Возможно применение в качестве фторирующего агента, однако для таких целей гораздо больше пригодны другие соединения.
• Для фторбромирования замещённых алканов:

 CF₂ = CH₂ + BrF → CF₃ - CH₂Br

• Интересной является перспектива применения BrF в качестве компонента для получения лазерного излучения.

См. также

• Фторид брома III
• Фторид брома V