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fluoruro de berilio

El fluoruro de berilio es un compuesto inorgánico de fórmula Be F 2 . Este sólido blanco es el principal precursor para la fabricación de berilio metálico. Su estructura se parece a la del cuarzo, pero el BeF 2 es muy soluble en agua.

Propiedades

El fluoruro de berilio tiene propiedades ópticas distintivas. En forma de vidrio fluoroberillato , tiene el índice de refracción más bajo para un sólido a temperatura ambiente de 1,275. Su poder dispersivo es el más bajo para un sólido con 0,0093, y el coeficiente no lineal también es el más bajo con 2 × 10 −14 .

Estructura y unión

Estructura del BeF 2 gaseoso .

La estructura del BeF 2 sólido se parece a la de la cristobalita . Los centros Be 2+ son de cuatro coordenadas y tetraédricos y los centros de fluoruro son de dos coordenadas. [7] Las longitudes del enlace Be-F son aproximadamente 1,54 Å. [8] De manera análoga al SiO 2 , el BeF 2 también puede adoptar una serie de estructuras relacionadas. También existe una analogía entre BeF 2 y AlF 3 : ambos adoptan estructuras extendidas a temperatura suave.

Gas y líquido BeF 2

El fluoruro de berilio gaseoso adopta una estructura lineal, con una distancia Be-F de 143 pm . [9] BeF 2 alcanza una presión de vapor de 10 Pa a 686 °C, 100 Pa a 767 °C, 1 kPa a 869 °C, 10 kPa a 999 °C y 100 kPa a 1172 °C. [10] El BeF 2 molecular en estado gaseoso es isoelectrónico con respecto al dióxido de carbono .

Las "moléculas" de fluoruro de berilio líquido tienen una estructura tetraédrica fluctuante . Además, la densidad del BeF 2 líquido disminuye cerca de su punto de congelación, a medida que los iones Be 2+ y F − comienzan a coordinarse más fuertemente entre sí, lo que lleva a la expansión de los huecos entre las unidades de fórmula . [11]

Producción

El procesamiento de minerales de berilio genera Be(OH) 2 impuro . Este material reacciona con bifluoruro de amonio para dar tetrafluoroberilato de amonio:

Be(OH) 2 + 2 (NH 4 )HF 2 → (NH 4 ) 2 BeF 4 + 2 H 2 O

El tetrafluoroberillato es un ion robusto, que permite su purificación por precipitación de diversas impurezas como sus hidróxidos. Calentando (NH 4 ) 2 BeF 4 purificado se obtiene el producto deseado:

(NH 4 ) 2 BeF 4 → 2 NH 3 + 2 HF + BeF 2

En general, la reactividad de los iones BeF 2 con fluoruro es bastante análoga a las reacciones del SiO 2 con óxidos. [12]

Aplicaciones

La reducción de BeF 2 a 1300 °C con magnesio en un crisol de grafito proporciona la ruta más práctica para obtener berilio metálico: [9]

BeF 2 + Mg → Be + MgF 2

El cloruro no es un precursor útil debido a su volatilidad. [ cita necesaria ]

Usos especializados

El fluoruro de berilio se utiliza en bioquímica, particularmente en cristalografía de proteínas, como imitador del fosfato. Por lo tanto, el ADP y el fluoruro de berilio juntos tienden a unirse a sitios de ATP e inhibir la acción de las proteínas, lo que hace posible cristalizar proteínas en el estado unido. [13] [14]

El fluoruro de berilio forma un constituyente básico de la mezcla de sales de fluoruro preferida utilizada en reactores nucleares de fluoruro líquido . Normalmente, el fluoruro de berilio se mezcla con fluoruro de litio para formar un disolvente base ( FLiBe ), en el que se introducen fluoruros de uranio y torio. El fluoruro de berilio es excepcionalmente estable químicamente y las mezclas LiF/BeF 2 ( FLiBe ) tienen puntos de fusión bajos (360–459 °C) y las mejores propiedades neutrónicas de las combinaciones de sales de fluoruro apropiadas para uso en reactores. MSRE utilizó dos mezclas diferentes en los dos circuitos de refrigeración.

Seguridad

Los compuestos de berilio son muy tóxicos. El aumento de la toxicidad del berilio en presencia de fluoruro se observó ya en 1949. [15] La LD 50 en ratones es de aproximadamente 100 mg/kg por ingestión y 1,8 mg/kg por inyección intravenosa.

Referencias

  1. ^ "Fluoruro de berilio". Elementos americanos . Consultado el 10 de julio de 2023 .
  2. ^ Lide, David R., ed. (2006). Manual CRC de Química y Física (87ª ed.). Boca Ratón, FL: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
  3. ^ Wright, Albert F.; Fitch, Andrew N.; Wright, Adrián C. (1988). "La preparación y estructura de los polimorfos de cuarzo α y β del fluoruro de berilio". Revista de química del estado sólido . 73 (2): 298. Código bibliográfico : 1988JSSCh..73..298W. doi :10.1016/0022-4596(88)90113-2.
  4. ^ abc Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "#0054". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  5. ^ "Compuestos de berilio (como Be)". Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  6. ^ "Difluoruro de berilio". PubChem . Instituto Nacional de Salud . Consultado el 13 de octubre de 2017 .
  7. ^ Wells AF (1984) Química inorgánica estructural, quinta edición de Publicaciones científicas de Oxford ISBN 0-19-855370-6 
  8. ^ Pallavi Ghalsasi, Prasanna S. Ghalsasi, "Estructura de rayos X de cristal único de BeF2: α-Cuarzo" Inorg. Chem., 2011, 50 (1), págs. 86–89. doi :10.1021/ic101248g
  9. ^ ab Holleman, AF; Wiberg, E. "Química inorgánica" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5
  10. ^ Presión de vapor, física.nyu.edu, p. 6-63, de Ohe, S. (1976) Libro de datos de presión de vapor asistido por computadora , Data Book Publishing Co., Tokio.
  11. ^ Agarwal, M.; Chakravarty C (2007). "Anomalías estructurales similares al agua y de exceso de entropía en fluoruro de berilio líquido". J. Física. Química. B . 111 (46): 13294–300. doi : 10.1021/jp0753272. PMID  17963376.
  12. ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  13. ^ Reiko Kagawa; Martín G. Montgomery; Kerstin Braig; Andrew GW Leslie; John E. Walker (2004). "La estructura de la F1-ATPasa bovina inhibida por ADP y fluoruro de berilio". La Revista EMBO . 23 (5): 2734–2744. doi :10.1038/sj.emboj.7600293. PMC 514953 . PMID  15229653. 
  14. ^ Bigay J.; Deterre P.; Pfister C.; Chabre M. (1987). "Los complejos de fluoruro de aluminio o berilio actúan sobre las proteínas G como análogos unidos reversiblemente del gamma fosfato de GTP". La Revista EMBO . 6 (10): 2907–2913. doi :10.1002/j.1460-2075.1987.tb02594.x. PMC 553725 . PMID  2826123. 
  15. ^ Fluoruro en el agua potable: una revisión científica de los estándares de la EPA. Prensa de las Academias Nacionales. 2006, págs. 51–52. doi :10.17226/11571. ISBN 978-0-309-10128-8.

enlaces externos