氟化合物
- 2025-07-21 12:41:46
参见：金属卤化物
金属氟化物和其它金属卤化物不太一样，有不同的晶体结构。在众多案例中，金属氟化物类似金属氧化物，有相似的成键和结构。[42]
由于它的高电负性，氟更趋于形成高氧化态的化合物。很多五氟化物和六氟化物已被发现，而其它五卤化物和六卤化物则较少。在室温下，分子型氟化物可以是固体[43]，液体[44]或是气体[45]。
氟化物的溶解度变化很大，但随着金属离子上电荷的增加而趋于降低。氟化物溶液呈碱性。[46]
过渡金属元素 25–29 的氟化物
二氟化锰
三氟化铁
氟化钴
氟化镍
氟化铜
低氧化态金属氟化物
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氟化钠的结构：紫色的是钠离子，黄绿色的是氟离子 。它们是等电子体，不过氟离子更大。这是由于氟离子的核电荷较小而成的。
碱金属形成一氟化物。所有可溶的一氟化物都形成岩盐结构。[47]一些碱土金属氧化物也形成此结构，例如氧化钙。[48] 由于氟离子是碱性的，碱金属氟化物趋于形成氟化氢盐，化学式 MHF2。在其它一氟化物中，只有氟化银[49]和氟化亚铊[50]被深入了解。它们在水中的溶解度很高，不像其它的卤化银/亚铊一样难溶。
不像全都可溶于水的一氟化物，有些二氟化物不溶于水。一些过渡金属二氟化物，如：氟化铜和二氟化镍是可溶于水的。[49]碱土金属形成的二氟化物通常不可溶。[49] 作为比较，碱土金属二氯化物都可溶于水。[49]
大部分的二氟化物属于萤石结构，以萤石（氟化钙）命名。(这个结构也被很多二氧化物如：CeO2，UO2，ThO2等等形成），其中的金属离子被8个氟离子包围。一些二氟化物采用金红石结构（英语：rutile structure），以二氧化钛（金红石）命名，也被其他金属二氧化物采用。它的结构为四方晶系，金属原子为八面体配位。
二氟化铍和其它二氟化物不一样。铍的电负性更高，形成的键也比其它碱土金属氟化物更共价（尽管比起其它卤化物还是更离子性）。BeF2和SiO2（石英）有很多相似之处，也都形成原子晶体。BeF2具有四面体配位的铍并形成玻璃（很难结晶）。当它结晶时，氟化铍具有与石英相同的室温晶体结构，并且还具有许多在较高温度出现的结构。
二氟化铍极易溶于水，[49]而其它碱土金属二氟化物不溶于水。（尽管它们有高离子性，它们仍不溶于水，因为萤石结构会形成极强的晶格能。）但是，BeF2在溶液中或熔融时的电导率比离子性时要低得多。[51][52][53][54]
二氟化物的晶体或非晶体
萤石结构，是很多二氟化物形成的结构
二氟化铍玻璃的杂乱结构（二维）
很多金属可以形成三氟化物，如：铁、铋和稀土元素，还有硼族元素和3族元素。大部分稀土元素，还有铋的三氟化物，都有YF3结构。钚、钐（高温下）和镧的三氟化物则有着LaF3结构。铁和镓的三氟化物有着FeF3结构，类似于三氧化铼。只有ScF3在室温下为立方结构（ReO3），这种材料还具有负热膨胀（英语：Negative thermal expansion）的异常特性，这意味着它在相当宽的温度范围内受热时会收缩。
三氟化金的链状结构
三氟化金采用链接成螺旋状的–AuF4–正方形连接结构。[55]与金的截然不同的离子型三氟化物相反，它的三氯化物和三溴化物是挥发性的二聚体分子。[56]三氟化铝是高熔点固体，气相中是单体，而其它三卤化物是低熔点的挥发性分子或线形聚合物，气相时可形成二聚体。[57]没有一种三氟化物可溶于水，不过一些能溶于其它溶剂。[58]
四氟化物里含有共价键和离子键。锆，铪和许多锕系元素形成四氟化物，其离子结构将金属阳离子置于8配位的四角反棱柱形分子构型。[59][60]它们的熔点在 1000 °C左右。[61]
四氟化钛和四氟化锡是多聚体，熔点低于 400 °C。拿对应的氯化物相较，四氯化钛和四氯化锡在常温下都是液体。四氟化钒有类似四氟化锡[62]的结构，在100–120 °C 时会歧化成三氟化钒和五氟化钒。
铱、铂、钯和铑的四氟化物有一样的结构，直到1975年才被发现。它们具有八面体配位的金属原子，共有四个桥接氟原子和两个未桥接的氟原子。它们的熔点都低于 300 °C。
四氟化锰很不稳定，在常温下也会分解。[63]只有两种结构之一： α-MnF4，是被了解的。在该化合物中，锰形成–MnF6–八面体，它们共享桥接的氟原子，形成–Mn4F20–环，然后进一步连接第三维度。[64]
一些四氟化物的结构
ZrF4，常见的四氟化物结构
SnF4的多聚体结构
–Mn4F20– 环，可在 MnF4中找到
高氧化态金属氟化物
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参见：氟化物挥发性（英语：Fluoride volatility）
金属的五/六氟化物都是分子型的，有些挥发性。钒、铌和钽形成五氟化物，也是它们的最高价电中性氟化物。五氟化钒是唯一的非挥发性高电荷金属氟化物，包含VF6八面体。五氟化铌和五氟化钽在结构上具有相同的四面体，不同之处在于它们是四聚体，而不是多聚体。[65]
五氟化铋是挥发性的，也是一种强氟化剂。在固态下，它是聚合物，由八面体的线性链组成，共享轴向氟化物配体。与碱金属结合时，五价铋与氟化物供体反应后可形成六氟铋酸盐（[BiF6]-），不管是很强（例如NaF[66][67]）或不是氟供体（例如XeF4[68]）。
很多可以形成六氟化物的元素也可以形成五氟化物。例如铀可以形成熟知的六氟化铀，也可以形成五氟化铀。五氟化铀的室温（α）形式具有与五氟化铋相同的线性链结构。UF5的气态分子具有四方锥结构。
五氟化铋（或alpha-五氟化铀）的结构
(XF5)n链的结构； X=Bi, U。
这些链的包装
可以形成六氟化物的金属包括九个在元素周期表中央的金属（钼，锝，钌，铑，钨，铼，锇，铱和铂）以及元素 92–94:铀，镎和钚。在室温下，六氟化钨是一种气体。六氟化钼和六氟化铼是液体。剩下的金属六氟化物都是挥发性固体。
六氟化铀
金属六氟化物都是强氧化剂，因为它们都能释放氟。举个例子，六氟化铂是第一个氧化氧气分子[69]和氙[70]的分子。钋也可以形成六氟化物，但未被深入研究。[71]
铼是唯一一个可以形成七氟化物的金属。[72]七氟化铼的结构是五角双锥形分子构型。计算表明可能存在的七氟化铱[73]（制备方法被报告[74]）、七氟化锝[75]和七氟化锇[76]也会有这种结构。
八氟化锇在1913年被报告，不过在1958年发现它其实是六氟化锇。[77] 一项 1993 年的理论研究指出八氟化锇的键能很弱，也很难被实验检测到。研究预测如果 OsF8成功被合成，它会有两个不同长度的Os–F键。[78]
七氟化铼
