Фтори́д то́рия(IV) ( тетрафтори́д то́рия ) — бинарное неорганическое соединение, соль металла тория и фтороводородной кислоты с формулой ThF ₄ . Представляет собой бесцветные кристаллы, плохо растворимые в воде.

Получение

• Нагревание металлического тория , гидрида, карбида или диоксида тория с фтором или фтороводородом (исключение — фторирование металлического тория, оно протекает уже при комнатной температуре ) :

${\displaystyle {\mathsf {ThO_{2}+4HF\ {\xrightarrow {400-500^{o}C}}\ ThF_{4}+2H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Th+2F_{2}\ {\xrightarrow {}}\ ThF_{4}}}}$

• Реакция гидроксида тория(IV) с концентрированной плавиковой кислотой :

${\displaystyle {\mathsf {Th(OH)_{4}+4HF\ {\xrightarrow {}}\ ThF_{4}\downarrow +4H_{2}O}}}$

• Гидратированный фторид тория(IV) можно осадить водным раствором плавиковой кислоты из раствора иона Th ⁴⁺ :

${\displaystyle {\mathsf {ThCl_{4}+4HF+}}x{\mathsf {H_{2}O\ \xrightarrow {} \ ThF_{4}\cdot }}x{\mathsf {H_{2}O\downarrow +4HCl}}}$

Обезводить его можно нагреванием в атмосфере фтороводорода :

${\displaystyle {\mathsf {ThF_{4}\cdot }}x{\mathsf {H_{2}O\ \xrightarrow {{\mathit {t^{o}}};\,HF} \ ThF_{4}+}}x{\mathsf {H_{2}O}}}$

Физические свойства

Безводный фторид тория(IV) образует бесцветные кристаллы моноклинной сингонии , пространственная группа I 2/ c , параметры ячейки a = 1,300 нм , b = 1,0993 нм , c = 0,858 нм , β = 126,4° . Изоструктурен кристаллам моноклинной сингонии фторида циркония(IV) . Окружение атома тория составляют восемь фторид-ионов, которые расположены в вершинах слегка искажённой квадратной антипризмы .

Слабо растворим в воде, плавиковой кислоте , растворим в горячей серной и хлорной кислотах . Образует кристаллогидраты состава ThF ₄ ·2H ₂ O и ThF ₄ ·4H ₂ O . Гигроскопичен .

Энтальпия образования равна −209,785 кДж/моль . Стандартная энтропия образования составляет 142,047 Дж/(моль·К), уравнение температурной зависимости давления пара: ${\displaystyle \lg(p)=-16860/T+9{,}105}$ [мм рт. ст.] .

Химические свойства

• При высокой температуре с диоксидом тория образует оксодифторид тория :

${\displaystyle {\mathsf {ThF_{4}+ThO_{2}\ {\xrightarrow {600^{o}C}}\ 2ThOF_{2}}}}$

• При высокой температуре с фторидом калия образует двойную соль ( фторид тория-дикалия ):

${\displaystyle {\mathsf {ThF_{4}+2KF\ {\xrightarrow {575^{o}C}}\ K_{2}ThF_{6}}}}$

• При температуре 900—1000 °C кальцием , магнием , натрием восстанавливается до металлического тория :

${\displaystyle {\mathsf {ThF_{4}+2Ca\ {\xrightarrow {900-1000^{o}C}}\ Th+2CaF_{2}}}}$

• При электролизе фторида тория(IV) в расплаве галогенидов щелочных металлов выделяется металлический торий; температура протекания процесса 800 °C .

Примечания

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др. — М. : Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 641 с. — ISBN 5-85270-092-4 .
• Химические свойства неорганических веществ / под ред. Р.А. Лидина. — 3-е изд., испр. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0 .
• Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон. Современная неорганическая химия / под ред. М.Е. Дяткиной. — 3-е изд.. — М. : Мир, 1969. — 592 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др. — 3-е изд., испр. — Л. : Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др. — 3-е изд., испр. — Л. : Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Гринвуд Н.Н., Эрншо А. Химия элементов. — М. : Бином, 2008. — Т. 2. — 666 с. — ISBN 978-5-9963-1732-5 .
• Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. — М. : Высшая школа, 1997. — 527 с.