フッ化物ばけもの

フッ化物ばけもの
	IUPAC名めい Fluoride
識別しきべつ情報じょうほう
CAS登録とうろく番号ばんごう	16984-48-8
PubChem	28179
ChemSpider	26214
KEGG	C00742
MeSH	Fluoride
ChEBI	CHEBI:17051;
ChEMBL	CHEMBL1362
Gmelin参照さんしょう	14905
	SMILES [F-];
	InChI InChI=1S/FH/h1H/p-1 Key: KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M ;
特性とくせい
化学かがく式しき	F
モル質量しつりょう	19 g mol−1
熱ねつ化学かがく
標準ひょうじゅん生成せいせい熱ねつ ΔでるたfHo	−333 kJ mol−1
標準ひょうじゅんモルエントロピー So	145.58 J/mol K (gaseous)
関連かんれんする物質ぶっしつ
その他たの陰かげイオン	塩化えんか物ぶつ; 臭化物しゅうかぶつ; ヨウ化物ばけもの
	特記とっきなき場合ばあい、データは常温じょうおん (25 °C)・常つね圧あつ (100 kPa) におけるものである。

フッ化物ばけもの（フッかぶつ、弗どる化物ばけもの、fluoride）とはフッ素ふっそとほかの元素げんそあるいは原子げんし団だんとから構成こうせいされる化合かごう物ぶつである。フッ素ふっそは最大さいだいの電気でんき陰性いんせい度どを持もつ元素げんそであるため、HF₃ などごく一部いちぶの例外れいがいを除のぞき、化合かごう物ぶつの中なかでは酸化さんか数すうが -1 とされる。イオン性せいあるいは分子ぶんし性せいのフッ化物ばけものが知しられているが分子ぶんし性せいフッ化物ばけものは液体えきたいのものが多おおく、常温じょうおんで気体きたいや固体こたいのものも少数しょうすう見みられる。イオン性せいのフッ化物ばけものでも一般いっぱんに融点ゆうてんの低ひくいものが多おおい^[3]。

イオン性せいのフッ化物ばけものの構成こうせい要素ようそとなる、フッ素ふっそ原子げんしが電子でんしを1個いっこ得えて単独たんどくでイオン化いおんかした陰かげイオン (F^-) はフッ化物ばけものイオンと呼よばれる。フッ素ふっそイオンと言いう名称めいしょうは、現在げんざい推奨すいしょうされていない。

フッ化物ばけものイオン[編集へんしゅう]

フッ化物ばけものイオンはある種しゅの結晶けっしょう中ちゅうではイオン半径はんけい 119 pm の単独たんどく粒子りゅうしとして存在そんざいする場合ばあいもあるが、溶液ようえきや化合かごう物ぶつによっては結晶けっしょう中ちゅうでも水みず和わした F(OH₂)₄^- として存在そんざいする場合ばあいも多おおい^[4]。

Me₄N⁺F^-^[5]やCp₂CoF^[6] など幾いくつかの無む水物みずもの^[7]が知しられている。これらの無む水物みずもののフッ素ふっそイオン非ひ水溶液すいようえき中ちゅうでの振舞ふるまいは「裸はだかのフッ素ふっそイオン」(Naked fluoride ions) として知しられており、CsF の場合ばあいと比くらべても高たかい求もとめ核かく性せいを示しめす。その性質せいしつを利用りようして XeF₅^-、BrF₆^-、PF₄^- などの有機ゆうきまたは無機むきフッ素ふっそ化物ばけものが合成ごうせいされている^[8]。

フッ化物ばけものイオンはケイ素けいそとの親和しんわ性せいが高たかいため、シリル基もとの脱だつ保護ほごに使つかわれる。

フルオロ錯体さくたい[編集へんしゅう]

フッ素ふっそは配はい位い子こや架橋かきょう原子げんしとなることもある。フッ化物ばけものイオンを配はい位い子こに持もつ形かたちのフルオロ錯体さくたいの代表だいひょうは SiF₆^- や BF₄^- などである。

またフッ素ふっそが M-F-M 型がたの架橋かきょう原子げんしとなる場合ばあいが知しられている。他たの架橋かきょうハロゲン原子げんしの結合けつごうが屈曲くっきょくするのが普通ふつうなのに対たいして、M-F-M は直線ちょくせん状じょうとなるのが特徴とくちょう的てきである^[4]。

性質せいしつ[編集へんしゅう]

非金属ひきんぞく元素げんそとの化合かごう物ぶつは多おおくが孤立こりつ分子ぶんしであり、一般いっぱんに非ひイオン性せいのハロゲン化物ばけものは分子ぶんし間あいだ力りょくが弱よわく高たかい揮発きはつ性せいを持もつが、原子げんし量りょうの小ちいさいフッ化物ばけものは揮発きはつ性せいが顕著けんちょに現あらわれる。

典型てんけい金属きんぞく元素げんそのフッ化物ばけものは、一般いっぱんに低てい融点ゆうてんの典型てんけい的てきなイオン結晶けっしょうである。アルカリ金属きんぞく、銀ぎん、スズのフッ化物ばけものは水溶すいよう性せいを示しめす。一方いっぽう、リチウム、アルカリ土ど類るい金属きんぞく、希土類きどるい元素げんそなどとの化合かごう物ぶつの多おおくは水みずに難なん溶である。すなわちイオン半径はんけいが小ちいさいフッ化物ばけものイオンは配はい位くらいする水分すいぶん子こも他たのハロゲンイオンよりも少すくない。それゆえイオン結合けつごう性せいが著いちじるしく強固きょうこな場合ばあいにはイオンの水みず和わエネルギーより結晶けっしょうの格子こうしエネルギーのほうが大おおきくなり、結晶けっしょうはかえって水みずに難なん溶または不溶ふようとなる^[9]。

フッ化物ばけものイオンはHSAB理論りろんでは極きわめて硬かたいルイス塩基えんきと考かんがえられている。一方いっぽう、酸化さんか数すうの高たかい非金属ひきんぞく元素げんそおよび金属きんぞく元素げんそとはBF₄^-、SiF₆^-、TaF₇^2- などのようなフルオロ錯体さくたいを生しょうずる^[3]。すなわち酸化さんか数すうが高たかい元素げんそのフッ化物ばけものは中心ちゅうしん元素げんその空そらの軌道きどうが多おおくなり、フッ素ふっそ原子げんしからの電子でんし受容じゅよう体たいになりやすい。その為ため、共有きょうゆう結合けつごうを形成けいせいしやすくなる場合ばあいもある。たとえば、UF₄ はイオン結合けつごう性せいだが UF₆ は共有きょうゆう結合けつごう性せいである^[9]。

ほとんどのフッ素ふっそ化物ばけものは極きわめて安定あんていであるが、イオン性せいフッ素ふっそ化物ばけものは濃こ硫酸りゅうさんと熱ねっすると分解ぶんかいしてフッ化か水素すいそを生しょうずる^[3]。

利用りよう[編集へんしゅう]

歯磨はみがき剤ざい[編集へんしゅう]

歯磨はみがき剤ざいに含有がんゆうされており、先進せんしん国こくでは概おおむね90%以上いじょうの普及ふきゅう率りつとなっている。

歯科しか治療ちりょう[編集へんしゅう]

フッ化かナトリウムなどがフッ化物ばけもの療法りょうほうに用もちいられる。

フッ素ふっそ樹脂じゅし[編集へんしゅう]

一般いっぱん的てきなポリマーは主おもに炭素たんそと水素すいそから構成こうせいされているが、水素すいそをフッ素ふっそに置おき換かえると全まったく性質せいしつの異ことなるポリマーが得えられる。代表だいひょう的てきなフッ素ふっそ化かポリマーであるポリテトラフルオロエチレン（PTFE、テフロン）は、撥ばち水性すいせい・耐たい薬品やくひん性せい・耐たい熱性ねっせいなどに優すぐれた材料ざいりょうとして広範囲こうはんいに使用しようされている。家庭かていではフライパンの表面ひょうめんのコーティングに用もちいられている。また、フッ素ふっそ化かポリマーは近きん赤あか外がい領域りょういきの透過とうか性せいが高たかいため、光ひかりファイバーの材料ざいりょうとしても利用りようされつつある。

冷媒れいばい[編集へんしゅう]

フッ素ふっその化合かごう物ぶつの一種いっしゅであるフロン（商品しょうひん名めいフレオン）は冷媒れいばいとして広ひろく使つかわれていた。しかし、塩素えんそ原子げんしを含ふくむ一部いちぶのフロンはオゾン層そうを破壊はかいすることが判明はんめいしたため、塩素えんそ原子げんしを含ふくまない代替だいたいフロンやフロン以外いがいの冷媒れいばいが使用しようされるようになった。

絶縁ぜつえん性せい気体きたい[編集へんしゅう]

絶縁ぜつえん性せい気体きたいとしてフッ化物ばけものの六ろくフッ化か硫黄いおうが使つかわれる。絶縁ぜつえん性能せいのうに優すぐれ、主おもに容量ようりょうの大おおきな電力でんりょく機器ききで使つかわれている。

ウラン235と238の分離ぶんり・濃縮のうしゅく[編集へんしゅう]

フッ素ふっそには安定あんてい同位どうい体たいが¹⁹Fしか存在そんざいしない(さらに、ヨウ素もとの様ように長寿ちょうじゅ命いのち放射ほうしゃ性せい同位どうい体たいも存在そんざいしない)ことから、フッ化物ばけものはウラン235と238の混合こんごう物ぶつから核かく物質ぶっしつとして有用ゆうようなウラン235を分離ぶんり・濃縮のうしゅくする際さいに用もちいられる(フッ化物ばけものの式しき量りょう差さは結合けつごうしている金属きんぞくイオンの質量しつりょう差さにのみ影響えいきょうされるため。Cl, Br等とうでは安定あんてい同位どうい体たいが相当そうとう量りょうあるので不可能ふかのうである)^[10]。マンハッタン計画けいかくにおいては原子げんし爆ばく弾だん製造せいぞうのため、より効率こうりつ的てきなフッ素ふっそ製造せいぞう法ほうの発見はっけん・確立かくりつに力ちからが注そそがれた^[11]。

脚注きゃくちゅう[編集へんしゅう]

[脚注きゃくちゅうの使つかい方かた]

^ “Fluorides – PubChem Public Chemical Database”. The PubChem Project. USA: National Center for Biotechnology Information. 2020年ねん5月がつ18日にち閲覧えつらん。
^ Chase, M. W. (1998). Fluorine anion. NIST. pp. 1–1951 2012年ねん7月がつ4日にち閲覧えつらん。.
^ ^a ^b ^c 長倉ながくら三郎さぶろうら（編へん）、「フッ化物ばけもの」、『岩波いわなみ理化学りかがく辞典じてん』、第だい5版はん CD-ROM版ばん、岩波書店いわなみしょてん、1998年ねん。
^ ^a ^b Cotton, F. A.; Wilkinson,G.; Murillo, C. A.; Bochmann, M. (1999). Advanced Inorganic Chemistry (6th ed), pp. 553–558. Wiley: New York. ISBN 0-471-19957-5
^ K.O.Christe et al,J.Am.Chem.Soc.,1990, 112,7619.
^ T.G.Richmond et al, J.Am.Chem.Soc.,1994,116,11165.
^ K.Seppelt et al,Chem.Eur.J.,1995,1,261.
^ N.Doherty and N.W.Hoffman, Chem.Rev.,1991,91,553.
^ ^a ^b 大滝おおたき仁志ひとし、「ハロゲン化物ばけもの」、『世界せかい大だい百科ひゃっか事典じてん』、CD-ROM版ばん、平凡社へいぼんしゃ、1998年ねん。
^ 『高校こうこう数学すうがくでわかるシュレディンガー方程式ほうていしき』（2005年ねん）竹内たけうち淳あつし ISBN 4062574705
^ 『千せんの太陽たいようよりも明あかるく—原爆げんばくを造つくった科学かがく者しゃたち』（2000年ねん）ロベルト・ユンク ISBN 4582763626