四氟化碳
| 四氟化碳 | |||
|---|---|---|---|
| |||
| IUPAC名 Tetrafluoromethane 四氟甲烷 | |||
| 别名 | 全氟化碳、四氟甲烷、CFC 14、海龙14 | ||
| 识别 | |||
| CAS号 | 75-73-0 
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| PubChem | 6393 | ||
| ChemSpider | 6153 | ||
| SMILES |
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| InChI |
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| EINECS | 200-896-5 | ||
| ChEBI | 38825 | ||
| RTECS | FG4920000 | ||
| 性质 | |||
| 化学式 | CF4 | ||
| 摩尔质量 | 88.00 g·mol⁻¹ | ||
| 外观 | 无色无味气体 | ||
| 密度 | 3.72 g/l, 气体 (15 °C) | ||
| 熔点 | -183.6 °C (89.6 K) | ||
| 沸点 | -127.8 °C (145.4 K) | ||
| 溶解性（水） | 0.005 %V, 20 °C 0.0038 %V, 25 °C | ||
| 蒸气压 | 3.65 MPa, 15 °C 106.5 kPa, -127 °C | ||
| 结构 | |||
| 分子构型 | 四面体 | ||
| 危险性 | |||
| 警示术语 | R：无 | ||
| 安全术语 | S：无 | ||
| 主要危害 | 头痛、恶心、头昏眼花及破坏心血管系统 | ||
| NFPA 704 |
 0
1
0
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| 闪点 | 不可燃 | ||
| 自燃温度 | > 1100 °C | ||
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
四氟化碳，又称为四氟甲烷、Freon-14及R 14，是一种卤代烃（化学式：CF4）。它既可以被视为一种卤代烃、卤代甲烷、全氟化碳，也可以被视为一种无机化合物。
零下198 °C时，四氟化碳具有单斜的结构，晶格常数为a = 8.597, b = 4.433, c = 8.381 (.10-1 nm), β = 118.73° [1]。
附加物理性质
[编辑]| 性质 | 数值 |
|---|---|
| 密度 (ρ)，-196 °C （固态） | 1.943 g.cm-3 |
| 密度 (ρ)，-183 °C | 1.89 g.cm-3 |
| 密度 (ρ)，-127.8 °C （液态） | 1.603 g.cm-3 |
| 密度 (ρ)，-80 °C （气态） | 1.317 kg.m-3 |
| 密度 (ρ)，15 °C （气态） | 3.72 kg.m-3 |
| 密度 (ρ)，21 °C （气态） | 3.858 kg.m-3 |
| 三相点温度 (Tt) | -183.7 °C (89.4 K) |
| 临界温度 (Tc) | -45.5 °C (227.6 K) |
| 临界压力 (pc) | 3.793 MPa (37.43 bar) |
| 临界体积 (Vc) | 0.142 dm3.mol-1 |
| 临界压缩性 (Zc) | 2.77 |
| 熔化潜热 (lf)，三相点 | 8.09 kJ.kg-1 |
| 蒸发潜热 (lv)，-127.8 °C | 135.7 kJ.kg-1 |
| 比热容 (cp)，固定压强，30 °C | 58 J.mol-1.K-1 |
| 比热容 (cp)，固定压强，-145 °C | 80.08 J.mol-1.K-1 |
| 比热容 (cv)，固定体积，30 °C | 49 J.mol-1.K-1 |
| 热容量比 (κ)，30 °C | 1.178571 |
| 压缩性因子 (Z)，15 °C | 0.9981 |
| 离散因子 (ω) | 0.177 |
| 偶极矩 | 0 D |
| 黏度 (η)，0 °C | 16.1 μPa.s (0.0161 cP) |
| 黏度 (η)，-60.3 °C | 17.0 μPa.s (0.0170 cP) |
| 表面张力 (σ)，-80 °C | 6.4 mN.m-1 |
| 热导率 (λ)，0 °C | 15.03 mW.m-1.K-1 |
历史
[编辑]1926年，首次制得纯净的四氟化碳。[2]
生产
[编辑]在实验室内，四氟化碳可由以下的反应获取：
也可以由二氧化碳、一氧化碳或光气与四氟化硫的氟化作用来获取。商业上可由氟与二氯二氟甲烷或氯三氟甲烷的反应制备。另一个方法是用碳电极电解氟化物MF、MF2。
四氟化碳，像其他氟代烃一样，是十分稳定的，这是因为C-F键很强，键能为515 kJ.mol-1（参见环境影响）。因此不与酸及氢氧化物反应，但是会跟碱金属发生爆炸性反应。热分解会产生剧毒的气体（碳酰氟、一氧化碳，如果有水存在，还会产生腐蚀性的氟化氢）。
四氟化碳微溶于水（约20 mg.l-1），但可与乙醇、乙醚及石油醚混溶。
用途
[编辑]四氟化碳有时会用作低温冷却剂。它可用于电路板的制造，以及制造绝缘物质和半导体。它是用作气体蚀刻剂及等离子体蚀刻版。
环境影响
[编辑]四氟化碳是一种造成温室效应的气体。它非常稳定，可以长时间停留在大气层中，是一种非常强大的温室气体。它在大气中的寿命约为50,000年，全球增温(全球暖化)系数是6,500（二氧化碳的系数是1）。虽然结构与氟氯烃相似，但四氟化碳不会破坏臭氧层。这是因为导致臭氧层破坏的是氟氯烃中的氯原子，它被紫外线辐射击中时会分离。碳-氟键比较强，因此分离的可能性比较低。
安全
[编辑]吸入四氟化碳的后果与浓度有关，包括头痛、恶心、头昏眼花及心血管系统的破坏（主要是心脏）。长时间接触会导致严重的心脏破坏。
四氟化碳的密度比较高，可以塡满地面空间范围，在不通风的地方会导致窒息。
参考资料及注释
[编辑]- ^ F. Brezina, J. Mollin, R. Pastorek, Z. Sindelar. Chemicke tabulky anorganickych sloucenin (Chemical tables of inorganic compounds). SNTL, 1986.
- ^ N. N. Greenwood, A. Earnshaw. Chemie prvku (Chemistry of the Elements). Informatorium, Prague, 1993.
