三フッ化臭素

三フッ化臭素：強力なフッ素化剤とその危険性

三フッ化[臭素]は、臭素とフッ素が反応して生成されるハロゲン間化合物です。独特の性質を持つこの物質は、強力なフッ素化剤として、また核燃料サイクルにおける六フッ化ウラン(UF6)製造工程で重要な役割を果たしています。しかしながら、その強い反応性から、取り扱いには非常に注意が必要です。

合成法

三フッ化臭素は、1906年にフランスの化学者ポール・ルボーによって、臭素とフッ素を20℃で直接反応させることで初めて合成されました。この反応は、以下のように化学式で表されます。

Br₂ + 3F₂ → 2BrF₃

また、[一フッ化臭素]の不均化反応によっても得られます。

3BrF → BrF₃ + Br₂

構造と性質

三フッ化臭素は、他の三フッ化ハロゲン(ClF₃、IF₃)と同様に、T字型の分子構造をしています。中心の臭素原子に3つのフッ素原子が結合しており、臭素原子には2つの孤立電子対が存在します。この孤立電子対とフッ素原子の反発により、分子構造は完全に直線状ではなく、軸方向と赤道方向のフッ素原子との結合長が異なります。軸方向のBr-F結合長は1.81Å、赤道方向は1.72Åと測定されています。

強力なフッ素化剤として知られていますが、三フッ化[塩素]ほど反応性は高くありません。しかし、水や多くの有機化合物とは爆発的に反応し、危険です。また、自身も自己解離を起こし、BrF₂⁺とBrF₄⁻イオンを生成することで導電性を示します。この性質を利用して、多くのフッ化物イオンを溶解させ、溶媒和塩（solvobases）を形成します。例えば、フッ化カリウム(KF)を溶解させると、テトラフルオロ臭化物イオンを含むKBrF₄が生成します。

KF + BrF₃ → KBrF₄

安全性

三フッ化[臭素]]は、強い毒性と腐食性を持ち、取り扱いには細心の注意が必要です。日本の消防法では危険物第6類に分類されています。自体は不燃性ですが、有機物などとの接触によって発火・爆発の危険性があります。また、水と反応してフッ化水素]などの有害な物質を生成します。皮膚や眼への接触、吸入、経口摂取によって、深刻な健康被害（[[黄疸、呼吸困難など）を引き起こす可能性があります。そのため、取り扱いには適切な保護具を着用し、換気のよい場所で作業することが必須です。

まとめ

三フッ化臭素は、その強力なフッ素化能と危険性を併せ持つ物質です。核燃料サイクルなどの特殊な用途で利用されますが、その取り扱いには専門的な知識と厳格な安全対策が不可欠です。

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