Фторид рения

Укажите в заявке требуемое количество фторида рения!

Фторид рения — собирательное название группы бинарных неорганических соединений рения с фтором. Рений (Re) является переходным металлом VII группы периодической таблицы и образует фториды в четырёх степенях окисления: +4, +5, +6 и +7. Каждая из модификаций имеет индивидуальные физические характеристики и область применения.

Химические формулы и степени окисления

Фториды рения образуются в следующих степенях окисления металла:

• ReF₄ — тетрафторид рения, рений(IV) фторид;
• ReF₅ — пентафторид рения, рений(V) фторид;
• ReF₆ — гексафторид рения, рений(VI) фторид;
• ReF₇ — гептафторид рения, рений(VII) фторид.

ReF₇ является единственным термически стабильным гептафторидом металла.

Физические свойства фторидов рения

Четыре соединения существенно различаются по агрегатному состоянию при комнатной температуре, кристаллической структуре и термическим характеристикам.

Соединение	CAS	Мол. масса, г/моль	Цвет / состояние при 20°C	Кристаллическая структура (твёрдая фаза)	Тпл, °C	Ткип, °C	Плотность, г/см³
ReF₄	15192-42-4	262,2	Синие кристаллы	Тетрагональная (a = 1,012 нм, c = 1,595 нм)	—	—	—
ReF₅	30937-52-1	281,2	Жёлто-зелёные кристаллы	Ромбическая (a = 0,57; b = 1,723; c = 0,767 нм)	48	—	—
ReF₆	10049-17-9	300,2	Жёлтая жидкость (при 20°C); жёлтое твёрдое вещество ниже 18,5°C	Ромбическая (Pnma): a = 9,417; b = 8,570; c = 4,965 Å	18,5	33,7	4,06–4,94
ReF₇	17029-21-9	319,2	Ярко-жёлтое твёрдое вещество (при 20°C)	Молекулярная: пентагональная бипирамида	48,3	73,7	~4,3

Примечание. Данные по плотности ReF₄ и ReF₅ в открытых авторитетных источниках отсутствуют. Для ReF₆ приведены значения из двух независимых источников (измерения при разных температурах).

Важная практическая деталь для технолога: ReF₆ при нормальных условиях (+20°C) является жидкостью, а не твёрдым телом. Он затвердевает лишь при охлаждении ниже 18,5°C. ReF₅ и ReF₇ переходят в жидкое состояние уже около 48°C — при незначительном нагреве выше комнатной температуры.

Химические свойства

Гидролиз

Все четыре фторида рения реагируют с водой. Реакции протекают с образованием фтороводородной кислоты (HF). ReF₆ и ReF₇ при гидролизе дают перрениевую кислоту (HReO₄) и HF. ReF₄ при взаимодействии с водой образует диоксид рения (ReO₂) и HF. Таким образом, контакт фторидов рения с влагой воздуха или водой недопустим — выделяющийся фтороводород агрессивно воздействует на оборудование и опасен для персонала.

Кислотно-основные и окислительные свойства

ReF₆ проявляет свойства кислоты Льюиса и является сильным окислителем: реагирует с фторидом калия с образованием комплексов, окисляет оксид азота до нитрозила. ReF₄ при нагревании разрушает стекло, что необходимо учитывать при выборе материала для хранения и транспортировки. ReF₅ летуч и реагирует с водой. Все соединения чувствительны к влаге и кислороду воздуха.

Получение фторидов рения

В природе фториды рения не встречаются. Все они получаются исключительно синтетически.

ReF₄ и ReF₅ получают восстановлением гексафторида рения (ReF₆) соответствующими восстановителями. Для ReF₄ в качестве восстановителей применяют водород, металлический рений или диоксид серы (SO₂). Для ReF₅ — водород, металлический рений или вольфрам.

ReF₆ синтезируют реакцией гептафторида рения (ReF₇) с металлическим рением при температуре около 300°C в герметичном сосуде под давлением.

ReF₇ получают прямым фторированием металлического рения элементарным фтором при нагревании и повышенном давлении.

Применение фторидов рения

CVD-прекурсоры в электронике и аэрокосмической промышленности

Основное промышленное применение — химическое осаждение из газовой фазы (CVD/ALD). ReF₆ является коммерческим материалом для нанесения тонких плёнок металлического рения и сплавов вольфрам–рений на подложки методом CVD. Покрытия W–Re применяются, в частности, для мишеней рентгеновских трубок, где сплав повышает пластичность, жаропрочность и коррозионную стойкость по сравнению с чистым вольфрамом. В качестве CVD-прекурсоров используются также ReF₅ и ReF₇.

Катализ

Фториды рения применяются в органическом синтезе в качестве катализаторов ряда реакций, включая реакции с производными органических кислот.

Синтез других соединений рения

ReF₆ служит исходным сырьём для получения более низких фторидов (ReF₄, ReF₅) восстановлением, а также для синтеза смешанных галогенидов и оксогалогенидов рения. О диоксидифториде рения — родственном оксофториде — см. отдельную страницу каталога.

Меры безопасности при работе

Фториды рения — химически агрессивные соединения. Главную опасность представляет не сам рений, а фтор в составе молекулы: при гидролизе (контакт с влагой воздуха, водой, физиологическими жидкостями) выделяется фтороводород (HF) — высокотоксичное вещество, вызывающее тяжёлые ожоги кожи и поражение дыхательных путей.

Обязательные требования при обращении:

• Работа в вытяжном шкафу или под вентиляцией с удалением газов;
• Средства индивидуальной защиты: кислотощелочестойкие перчатки, защитные очки или щиток, химически стойкий фартук;
• Хранение в герметичных контейнерах из фторполимеров (ПТФЭ, полипропилен) или никелевых сплавов — стеклянная тара не подходит ввиду химической агрессивности по отношению к стеклу;
• Транспортировка в соответствии с требованиями к перевозке опасных химических грузов;
• Защита от влаги, воздуха и тепла при хранении.

ReF₆ и ReF₇ при нормальных условиях частично находятся в жидком или газообразном состоянии (Ткип ReF₆ = 33,7°C), что повышает риск ингаляционного воздействия при несоблюдении мер предосторожности.

Формы поставки

Фторид рения поставляется в герметичной упаковке в виде кристаллических или жидких фаз в зависимости от модификации. Объём, упаковка и условия хранения согласовываются индивидуально. Для уточнения наличия конкретной модификации (ReF₄, ReF₅, ReF₆, ReF₇), необходимого количества и условий поставки — направляйте заявку. Смежные соединения рения, в том числе бромид рения, также представлены в каталоге.