四氟化碳
| 四氟化碳 | |||
|---|---|---|---|
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| IUPAC名 Tetrafluoromethane 四氟甲烷 | |||
| 别名 | 全氟化碳、四氟甲烷、CFC 14、海龍14 | ||
| 识别 | |||
| CAS号 | 75-73-0 
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| PubChem | 6393 | ||
| ChemSpider | 6153 | ||
| SMILES |
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| InChI |
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| EINECS | 200-896-5 | ||
| ChEBI | 38825 | ||
| RTECS | FG4920000 | ||
| 性质 | |||
| 化学式 | CF4 | ||
| 摩尔质量 | 88.00 g·mol⁻¹ | ||
| 外观 | 無色無味氣體 | ||
| 密度 | 3.72 g/l, 氣體 (15 °C) | ||
| 熔点 | -183.6 °C (89.6 K) | ||
| 沸点 | -127.8 °C (145.4 K) | ||
| 溶解性（水） | 0.005 %V, 20 °C 0.0038 %V, 25 °C | ||
| 蒸氣壓 | 3.65 MPa, 15 °C 106.5 kPa, -127 °C | ||
| 结构 | |||
| 分子构型 | 四面體 | ||
| 危险性 | |||
| 警示术语 | R：無 | ||
| 安全术语 | S：無 | ||
| 主要危害 | 頭痛、噁心、頭昏眼花及破壞心血管系統 | ||
| NFPA 704 |
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1
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| 闪点 | 不可燃 | ||
| 自燃温度 | > 1100 °C | ||
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
四氟化碳，又称为四氟甲烷、Freon-14及R 14，是一種鹵代烴（化學式：CF4）。它既可以被視為一种鹵代烴、鹵代甲烷、全氟化碳，也可以被视为一种无机化合物。
零下198 °C時，四氟化碳具有單斜的結構，晶格常数为a = 8.597, b = 4.433, c = 8.381 (.10-1 nm), β = 118.73° [1]。
附加物理性質
| 性質 | 數值 |
|---|---|
| 密度 (ρ)，-196 °C （固態） | 1.943 g.cm-3 |
| 密度 (ρ)，-183 °C | 1.89 g.cm-3 |
| 密度 (ρ)，-127.8 °C （液態） | 1.603 g.cm-3 |
| 密度 (ρ)，-80 °C （氣態） | 1.317 kg.m-3 |
| 密度 (ρ)，15 °C （氣態） | 3.72 kg.m-3 |
| 密度 (ρ)，21 °C （氣態） | 3.858 kg.m-3 |
| 三相點溫度 (Tt) | -183.7 °C (89.4 K) |
| 臨界溫度 (Tc) | -45.5 °C (227.6 K) |
| 臨界壓力 (pc) | 3.793 MPa (37.43 bar) |
| 臨界體積 (Vc) | 0.142 dm3.mol-1 |
| 臨界壓縮性 (Zc) | 2.77 |
| 熔化潛熱 (lf)，三相點 | 8.09 kJ.kg-1 |
| 蒸發潛熱 (lv)，-127.8 °C | 135.7 kJ.kg-1 |
| 比熱容 (cp)，固定壓强，30 °C | 58 J.mol-1.K-1 |
| 比熱容 (cp)，固定壓强，-145 °C | 80.08 J.mol-1.K-1 |
| 比熱容 (cv)，固定体積，30 °C | 49 J.mol-1.K-1 |
| 熱容量比 (κ)，30 °C | 1.178571 |
| 壓縮性因子 (Z)，15 °C | 0.9981 |
| 离散因子 (ω) | 0.177 |
| 偶極矩 | 0 D |
| 黏度 (η)，0 °C | 16.1 μPa.s (0.0161 cP) |
| 黏度 (η)，-60.3 °C | 17.0 μPa.s (0.0170 cP) |
| 表面張力 (σ)，-80 °C | 6.4 mN.m-1 |
| 熱導率 (λ)，0 °C | 15.03 mW.m-1.K-1 |
歷史
1926年，首次制得純淨的四氟化碳。[2]
生產
在實驗室内，四氟化碳可由以下的反應獲取：
也可以由二氧化碳、一氧化碳或光氣与四氟化硫的氟化作用来获取。商業上可由氟與二氯二氟甲烷或氯三氟甲烷的反應製备。另一個方法是用碳電極電解氟化物MF、MF2。
四氟化碳，像其他氟代烃一样，是十分穩定的，这是因為C-F鍵很强，键能為515 kJ.mol-1（参见环境影响）。因此不与酸及氫氧化物反应，但是會跟鹼金屬发生爆炸性反應。熱分解會產生剧毒的氣體（碳酰氟、一氧化碳，如果有水存在，还会产生腐蝕性的氟化氫）。
四氟化碳微溶於水（約20 mg.l-1），但可與乙醇、乙醚及石油醚混溶。
用途
四氟化碳有時會用作低溫冷卻劑。它可用於電路板的製造，以及製造绝缘物質和半導體。它是用作氣體蝕刻劑及等離子體蝕刻版。
環境影響
四氟化碳是一種造成溫室效應的氣體。它非常穩定，可以長時間停留在大氣層中，是一种非常强大的溫室氣體。它在大氣中的壽命約為50,000年，全球增溫(全球暖化)係數是6,500（二氧化碳的係數是1）。雖然結構与氟氯烃相似，但四氟化碳不會破坏臭氧層。這是因為導致臭氧层破坏的是氟氯烃中的氯原子，它被紫外線輻射擊中時會分離。碳-氟鍵比較強，因此分離的可能性比较低。
安全
吸入四氟化碳的后果与濃度有关，包括頭痛、噁心、頭昏眼花及心血管系統的破壞（主要是心臟）。長時間接觸會导致严重的心臟破壞。
四氟化碳的密度比較高，可以塡滿地面空間範圍，在不通風的地方會導致窒息。
參考資料及注釋
- ^ F. Brezina, J. Mollin, R. Pastorek, Z. Sindelar. Chemicke tabulky anorganickych sloucenin (Chemical tables of inorganic compounds). SNTL, 1986.
- ^ N. N. Greenwood, A. Earnshaw. Chemie prvku (Chemistry of the Elements). Informatorium, Prague, 1993.
