塩化二フッ化ホスホリル

塩化二フッ化ホスホリル（POF2Cl）について

塩化二フッ化ホスホリル（Phosphoryl chloride difluoride）とは、化学式POF2Clで表される無色の気体です。この物質は常温常圧下では-96.4℃で固体となり、3.1℃で液体に変わります。相変化の特性や化学的性質は、様々な化学実験や工業プロセスにおいて重要な役割を果たします。

性質

POF2Clの臨界点は150.6℃、圧力は43.4気圧とされています。液体状態のときの密度は0℃で1.6555 g/cm³です。さらに、POF2Clの分子構造は四面体型をしており、分子の結合長は以下のようになります：

• - P-O：約1.426 Å
• - P-F：約1.514 Å（2つのフッ素原子に対して）
• - P-Cl：約1.940 Å

これらの結合角も重要で、O-P-Fの結合角は114.09°、F-P-Fは101.2°、O-P-Clは118.85°、F-P-Clは103.22°です。固体状態のPOF2Clでは二つの等価でない分子位置が存在し、それぞれの原子配置が意味する物理的性質についても理解が求められます。固体密度は、結晶構造から計算されると2.177 g/cm³であることが示されています。

リン31NMR（H3PO4を用いた31P-NMR）スペクトルからは、POF2Cl中のリン原子が15 ppmで三重項状態にあることが確認できます。興味深い点として、HClとPOF2Clが混合されると、ハロゲン間での置換反応が起こり、塩化ホスホリルや二塩化フッ化ホスホリル、フッ化ホスホリルといった新たな化合物が生成されます。このため、HClの残留に注意が必要で、保存前にしっかりと除去する必要があります。

合成方法

塩化二フッ化ホスホリルの合成は、液体の五塩化リンとジフルオロリン酸（HPO2F2）または四フッ化ジホスホリル（P2O3F4）との反応から行われます。この反応は常温から60℃で進行し、気泡を発生させ、冷却することでPOF2Clが凝縮します。

また、ジフルオロリン酸カリウム（KPO2F2）を用いることでも得ることができ、他の手法としては塩化ホスホリル（POCl3）をフッ化アンチモンやフッ化ナトリウムのようなフッ化物塩と反応させることで得ることも可能です。ただし、これらの方法ではフッ化物の混合物が生成されるため、選択性が低くなります。さらに、コストを抑えるために、500℃まで加熱した塩化ナトリウム、フッ化カルシウム、五酸化リンの混合物も使われます。

工業的には、フッ化水素と塩化ホスホリルを反応させる方法が一般的に用いられています。このように、塩化二フッ化ホスホリルは様々な反応条件下で新たな濃縮方法が決定され、化学における応用としての可能性が広がります。

以上が、塩化二フッ化ホスホリルの基本的な性質、合成方法についての概要です。この物質の理解が化学プロセスの効率化に寄与することでしょう。

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