El fluoruro de calcio es un compuesto inorgánico de los elementos calcio y flúor con la fórmula CaF 2 . Es un sólido blanco prácticamente insoluble en agua. Se presenta como el mineral fluorita (también llamado espato flúor), que a menudo presenta un color intenso debido a las impurezas.
El compuesto cristaliza en un motivo cúbico llamado estructura de fluorita .
Los centros Ca 2+ son de ocho coordenadas, estando centrados en un cubo de ocho centros F − . Cada centro F − está coordinado a cuatro centros Ca 2+ en forma de tetraedro. [5] Aunque las muestras cristalinas perfectamente empaquetadas son incoloras, el mineral a menudo está profundamente coloreado debido a la presencia de centros F . La misma estructura cristalina se encuentra en numerosos compuestos iónicos con fórmula AB 2 , como CeO 2 , ZrO 2 cúbico , UO 2 , ThO 2 y PuO 2 . En la antiestructura correspondiente , llamada estructura antifluorita, los aniones y cationes están intercambiados, como Be 2 C .
La fase gaseosa es notable por no cumplir con las predicciones de la teoría VSEPR ; la molécula de CaF 2 no es lineal como la de MgF 2 , sino que está doblada con un ángulo de enlace de aproximadamente 145°; los dihaluros de estroncio y bario también tienen una geometría doblada. [6] Se ha propuesto que esto se debe a que los ligandos de fluoruro interactúan con el núcleo electrónico [7] [8] o la subcapa d [9] del átomo de calcio.
El mineral fluorita es abundante, está muy extendido y es de interés principalmente como precursor del HF . Por lo tanto, existe poca motivación para la producción industrial de CaF 2 . El CaF 2 de alta pureza se produce mediante el tratamiento del carbonato de calcio con ácido fluorhídrico : [10]
El CaF2 natural es la principal fuente de fluoruro de hidrógeno , un producto químico básico que se utiliza para producir una amplia gama de materiales. El fluoruro de calcio en estado de fluorita tiene una importancia comercial significativa como fuente de fluoruro. [11] El fluoruro de hidrógeno se libera del mineral mediante la acción del ácido sulfúrico concentrado : [12]
El fluoruro de calcio se utiliza para fabricar componentes ópticos como ventanas y lentes, en sistemas de imágenes térmicas, espectroscopia, telescopios y láseres excimer (utilizados para fotolitografía en forma de lente fusionada). Es transparente en un amplio rango de frecuencias, desde ultravioleta (UV) hasta infrarrojo (IR). Su bajo índice de refracción reduce la necesidad de recubrimientos antirreflejos . Su insolubilidad en agua también es conveniente. [ cita requerida ] También permite el paso de longitudes de onda mucho más pequeñas. [ cita requerida ]
El fluoruro de calcio dopado, al igual que la fluorita natural, exhibe termoluminiscencia y se utiliza en dosímetros termoluminiscentes . Se forma cuando el flúor se combina con el calcio. [ cita requerida ]
El CaF 2 está clasificado como “no peligroso”, aunque al reaccionar con ácido sulfúrico se produce ácido fluorhídrico , que es altamente corrosivo y tóxico. En lo que respecta a la inhalación, la concentración recomendada por el NIOSH de polvos que contienen flúor es de 2,5 mg/m 3 en el aire. [10]