Zirconium(IV)-fluorid

Kristallstruktur
	_ Zr4+ 0 _ F−
Kristallsystem	monoklin
Raumgruppe	I2/c (Nr. 15, Stellung 8)
Gitterparameter	a = 957 pm; b = 993 pm; c = 773 pm; β = 94,28°[1]
Allgemeines
Name	Zirconium(IV)-fluorid
Andere Namen	Zirconiumtetrafluorid
Verhältnisformel	ZrF4
Kurzbeschreibung	weißer Feststoff[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
ECHA-InfoCard	100.029.107
PubChem	82216
Wikidata	Q2256447
Eigenschaften
Molare Masse	167,22 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[2]
Dichte	4,43 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	910 °C[2]
Brechungsindex	1,59[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2] Gefahr
H- und P-Sätze	H: 314
	P: 280‐305+351+338‐310 [2]
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Zirconium(IV)-fluorid ist eine anorganische chemische Verbindung des Zirconiums aus der Gruppe der Fluoride.

Gewinnung und Darstellung

Zirconium(IV)-fluorid kann durch Reaktion von Zirconium(IV)-chlorid mit Fluorwasserstoff gewonnen werden.[4]

\mathrm {ZrCl_{4}+4\ HF\longrightarrow ZrF_{4}+4\ HCl}

Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Reaktion von Zirconium(IV)-oxid mit Flusssäure[4]

\mathrm {ZrO_{2}+4\ HF\longrightarrow ZrF_{4}+2\ H_{2}O}

oder thermische Zersetzung von (NH₄)₂ZrF₆.[4]

Eigenschaften

Zirconium(IV)-fluorid ist eine weiße, stark lichtbrechende, durchscheinende Masse, die schwer löslich in Wasser ist. Ab 50 °C aufwärts hydrolysiert die Verbindung in Wasser.[4] Das Anhydrat hat eine monokline Kristallstruktur mit der Raumgruppe I2/a (Raumgruppen-Nr. 15, Stellung 7)Vorlage:Raumgruppe/15.7, wobei außer der stabilen β-Form auch eine tetragonale α-Form (Raumgruppe P4₂/m (Nr. 84)Vorlage:Raumgruppe/84)[5] und eine γ-Form existieren.[6][7] Die β-Form besteht aus quadratischen Antiprismen ZrF₈; jedes Fluoratom koordiniert dabei zwei Zirconiumatome. Das Trihydrat hat eine dimere Struktur mit trikliner Kristallstruktur.[8] Das Monohydrat hat eine tetragonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe I42d (Nr. 122)Vorlage:Raumgruppe/122.[9]

Verwendung

Zirconium(IV)-fluorid wird als Rohstoff zur Herstellung von optischen Glasfasern und optischen Gläsern, insbesondere für die IR-Spektrometrie, verwendet.[10][11] Es wird auch als Beimischung zu Nuklearbrennstoffen verwendet.[12]

Einzelnachweise

C. Legein, F Fayon, C. Martineau, M. Body, J.Y. Buzare, D. Massiot, E. Durand, A. Tressaud, A. Demourgues, O. Peron, B. Boulard: ¹⁹F high magnetic field NMR study of beta-ZrF₄ and CeF₄: From spectra reconstruction to correlation between fluorine sites and ¹⁹F isotopic chemical shifts. In: Inorganic Chemistry, 2006, 45(26), S. 10636–10641 doi:10.1021/ic061339a.
Datenblatt Zirconium(IV) fluoride, 99.9% trace metals basis bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 13. Oktober 2013 (PDF).
Datenblatt Zirconium(IV)-fluorid bei AlfaAesar, abgerufen am 13. Oktober 2013 (PDF) (JavaScript erforderlich).
Georg Brauer, unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a. (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I. Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 260.
R. Papiernik, D. Mercurio, B. Frit: Structure du tetrafluorure de zirconium, ZrF₄ alpha. In: Acta Crystallographica, 1982, B38, S. 2347–2353 doi:10.1107/S0567740882008760
Chemical Thermodynamics of Zirconium. Gulf Professional Publishing, 2005, ISBN 0-08-045753-3, S. 144 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
Roger Blachnik (Hrsg.): Taschenbuch für Chemiker und Physiker. Band III: Elemente, anorganische Verbindungen und Materialien, Minerale. begründet von Jean d’Ans, Ellen Lax. 4., neubearbeitete und revidierte Auflage. Springer, Berlin 1998, ISBN 3-540-60035-3, S. 818 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
R. L. Davidovich, M. A. Pushilin, V. B. Logvinova, A. V. Gerasimenko: Crystal structure of monoclinic modifications of zirconium and hafnium tetrafluoride trihydrates. In: Journal of Structural Chemistry. 54, 2013, S. 541–546, doi:10.1134/S0022476613030104.
B. Kojic-Prodic, F. Gabela, Z. Ruzic-Toros, M. Sljukic: Structure of aquatetrafluorozirconium(IV). In: Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry. 37, S. 1963–1965, doi:10.1107/S0567740881007772.
Catherine E. Housecroft: Inorganic Chemistry. Pearson Education, 2005, ISBN 0-13-039913-2, S. 652 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
William S. Rees, Jr.: CVD of Nonmetals. John Wiley & Sons, 2008, ISBN 3-527-61480-X, S. 370 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
Dan Gabriel Cacuci: Handbook of Nuclear Engineering. Vol. 5: Fuel Cycles, Decommissioning, Waste Disposal and Safeguards. Springer, 2010, ISBN 0-387-98130-6, S. 2961 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

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[1] C. Legein, F Fayon, C. Martineau, M. Body, J.Y. Buzare, D. Massiot, E. Durand, A. Tressaud, A. Demourgues, O. Peron, B. Boulard: ¹⁹F high magnetic field NMR study of beta-ZrF₄ and CeF₄: From spectra reconstruction to correlation between fluorine sites and ¹⁹F isotopic chemical shifts. In: Inorganic Chemistry, 2006, 45(26), S. 10636–10641 doi:10.1021/ic061339a.

[Sigma-2] Datenblatt Zirconium(IV) fluoride, 99.9% trace metals basis bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 13. Oktober 2013 (PDF).

[Alfa-3] Datenblatt Zirconium(IV)-fluorid bei AlfaAesar, abgerufen am 13. Oktober 2013 (PDF) (JavaScript erforderlich).

[brauer-4] Georg Brauer, unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a. (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I. Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 260.

[5] R. Papiernik, D. Mercurio, B. Frit: Structure du tetrafluorure de zirconium, ZrF₄ alpha. In: Acta Crystallographica, 1982, B38, S. 2347–2353 doi:10.1107/S0567740882008760

[6] Chemical Thermodynamics of Zirconium. Gulf Professional Publishing, 2005, ISBN 0-08-045753-3, S. 144 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Jean_d’Ans,_Ellen_Lax,_Roger_Blachnik-7] Roger Blachnik (Hrsg.): Taschenbuch für Chemiker und Physiker. Band III: Elemente, anorganische Verbindungen und Materialien, Minerale. begründet von Jean d’Ans, Ellen Lax. 4., neubearbeitete und revidierte Auflage. Springer, Berlin 1998, ISBN 3-540-60035-3, S. 818 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[DOI10.1134/S0022476613030104-8] R. L. Davidovich, M. A. Pushilin, V. B. Logvinova, A. V. Gerasimenko: Crystal structure of monoclinic modifications of zirconium and hafnium tetrafluoride trihydrates. In: Journal of Structural Chemistry. 54, 2013, S. 541–546, doi:10.1134/S0022476613030104.

[DOI10.1107/S0567740881007772-9] B. Kojic-Prodic, F. Gabela, Z. Ruzic-Toros, M. Sljukic: Structure of aquatetrafluorozirconium(IV). In: Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry. 37, S. 1963–1965, doi:10.1107/S0567740881007772.

[Catherine_E._Housecroft-10] Catherine E. Housecroft: Inorganic Chemistry. Pearson Education, 2005, ISBN 0-13-039913-2, S. 652 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[William_S._Rees,_Jr.-11] William S. Rees, Jr.: CVD of Nonmetals. John Wiley & Sons, 2008, ISBN 3-527-61480-X, S. 370 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Dan_Gabriel_Cacuci-12] Dan Gabriel Cacuci: Handbook of Nuclear Engineering. Vol. 5: Fuel Cycles, Decommissioning, Waste Disposal and Safeguards. Springer, 2010, ISBN 0-387-98130-6, S. 2961 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).