El fluoruro de calcio es el 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+ tienen ocho coordenadas y están centrados en un cubo de ocho centros F − . Cada centro F − está coordinado con cuatro centros de Ca 2+ en forma de tetraedro. [5] Aunque las muestras cristalinas perfectamente empaquetadas son incoloras, el mineral suele tener un color intenso 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 , denominada estructura antifluorita, se intercambian aniones y cationes, como el 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 el MgF 2 , sino que está doblada con un ángulo de enlace de aproximadamente 145°; los dihaluros de estroncio y bario también tienen una geometría curvada. [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 principalmente de interés como precursor del HF . Por tanto, existe poca motivación para la producción industrial de CaF 2 . El CaF 2 de alta pureza se produce tratando carbonato de calcio con ácido fluorhídrico : [10]
El CaF 2 de origen natural es la principal fuente de fluoruro de hidrógeno , un producto químico básico utilizado 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, utilizados en sistemas de imágenes térmicas, espectroscopia, telescopios y láseres excimer (utilizados para fotolitografía en forma de lente fusionada). Es transparente en una amplia gama desde frecuencias ultravioleta (UV) hasta infrarrojas (IR). Su bajo índice de refracción reduce la necesidad de revestimientos antirreflectantes . También es conveniente su insolubilidad en agua. [ cita necesaria ] También permite el paso de longitudes de onda mucho más pequeñas. [ cita necesaria ]
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 necesaria ]
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 cuanto a la inhalación, la concentración recomendada por NIOSH de polvos que contienen flúor es de 2,5 mg/m 3 en el aire. [10]