Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Фторид кальция — неорганическое соединение кальция и фтора с формулой CaF2. Это белое твердое вещество, практически нерастворимое в воде. В природе встречается в виде минерала фторита (также известного как фторшпат), который часто окрашен в различные цвета из-за примесей.
Calcium fluoride is the inorganic compound of the elements calcium and fluorine with the formula CaF2. It is a white solid that is practically insoluble in water. It occurs as the mineral fluorite (also called fluorspar), which is often deeply coloured owing to impurities.
Химическая структура
Соединение кристаллизуется в кубической структуре, называемой фторитной. Ионы Ca2+ восьмикоординированы, находясь в центре куба, образованного восемью ионами F−. Каждый ион F− координирован четырьмя ионами Ca2+ в форме тетраэдра. Хотя идеально упакованные кристаллические образцы бесцветны, минерал часто имеет насыщенный цвет из-за наличия F-центров. Та же кристаллическая структура встречается во многих ионных соединениях с формулой AB2, таких как CeO2, кубический ZrO2, UO2, ThO2 и PuO2. В соответствующей антиструктуре, называемой антифторитом, анионы и катионы меняются местами, например, в Be2C.
The compound crystallizes in a cubic motif called the fluorite structure. Ca2+ centres are eight coordinate, being centered in a cube of eight F− centres. Each F− centre is coordinated to four Ca2+ centres in the shape of a tetrahedron. Although perfectly packed crystalline samples are colorless, the mineral is often deeply colored due to the presence of F centers. The same crystal structure is found in numerous ionic compounds with formula AB2, such as CeO2, cubic ZrO2, UO2, ThO2, and PuO2. In the corresponding anti structure, called the antifluorite structure, anions and cations are swapped, such as Be2C.
Газовая фаза
Газовая фаза примечательна тем, что не подтверждает предсказания теории VSEPR: молекула CaF2 не является линейной, как MgF2, а изогнута с углом связи около 145°; дигалогениды стронция и бария также имеют изогнутую геометрию. Предполагается, что это связано с взаимодействием фторидных лигандов с электронной оболочкой или d-подуровнем атома кальция.
The gas phase is noteworthy for failing the predictions of VSEPR theory; the |CaF2 molecule is not linear like |MgF2, but bent with a bond angle of approximately 145°; the strontium and barium dihalides also have a bent geometry. It has been proposed that this is due to the fluoride ligands interacting with the electron core or the d subshell of the calcium atom.
Другие
Фторид кальция используется для изготовления оптических компонентов, таких как окна и линзы, применяемых в системах тепловидения, спектроскопии, телескопах и эксимерных лазерах (используемых для фотолитографии в виде цельных линз). Он прозрачен в широком диапазоне от ультрафиолетового (УФ) до инфракрасного (ИК) излучения. Его низкий показатель преломления уменьшает потребность в антиотражающих покрытиях. Его нерастворимость в воде также является преимуществом. Он также пропускает волны значительно меньшей длины. Легированный фторид кальция, подобно природному фториту, проявляет термолюминесценцию и используется в термолюминесцентных дозиметрах. Он образуется в результате соединения фтора и кальция.
Calcium fluoride is used to manufacture optical components such as windows and lenses, used in thermal imaging systems, spectroscopy, telescopes, and excimer lasers (used for photolithography in the form of a fused lens). It is transparent over a broad range from ultraviolet (UV) to infrared (IR) frequencies. Its low refractive index reduces the need for anti reflection coatings. Its insolubility in water is convenient as well. It also allows much smaller wavelengths to pass through. Doped calcium fluoride, like natural fluorite, exhibits thermoluminescence and is used in thermoluminescent dosimeters. It forms when fluorine combines with calcium.
Безопасность
CaF2 классифицируется как "неопасный", хотя при взаимодействии с серной кислотой образуется плавиковая кислота, которая является высококоррозионной и токсичной. В отношении ингаляций, NIOSH рекомендует предельно допустимую концентрацию фторсодержащей пыли в воздухе 2,5 мг/м3.
CaF2 is classified as "not dangerous", although reacting it with sulfuric acid produces hydrofluoric acid, which is highly corrosive and toxic. With regards to inhalation, the NIOSH recommended concentration of fluorine containing dusts is 2.5 mg/m3 in air.