铀三氟化物 | 13775-06-9

• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 锕系盐类
• 中文名称: 铀三氟化物
• 中文别名: 三氟化铀
• 英文名称: uranium(III) trifluoride
• 英文别名: uranium trifluoride；Uranium(3+);trifluoride
• CAS: 13775-06-9
• 化学式: F₃U
• 分子量: 295.024
• InChiKey: QKQVZMHSFHTREC-UHFFFAOYSA-K

物化性质

• 熔点：
  decomposes at >1140℃ [KIR91]
• 密度：
  8.900
• 溶解度：
  不溶于水；溶于酸溶液
• 稳定性/保质期：
  黑色晶体属于六方晶系，结构类型为LaF3型，晶格参数a=4.146 Å（1 Å=0.1 nm），c=7.348 Å。在真空中或700℃时，UF3会逐渐分解成UF4和U；当温度升至1050℃时，这种分解过程变得非常显著。在空气中及常温下，它相对稳定，在冷水中慢慢被氧化形成绿色凝胶状物质。该晶体可溶于热的稀硫酸，并能在热硝酸中迅速溶解；尽管难溶于盐酸，但如果加入硼酸则能快速溶解。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  1.26
• 重原子数：
  4
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  3

制备方法与用途

制备方法

1. 氢气还原法：使用氢气还原四氟化铀（UF₄）来制备三氟化铀（UF₃）。无水HF与核纯级活性UO₂(>99.95%)在800K时反应生成UF₄。实验中使用的氢气和氩气分别经过塔式分子筛和热的海绵状钛(1170K)处理，以去除其中的水分和氧气，确保其含量均低于百万分之一。

   • 装置与步骤：将约20g UF₄置于镍舟中放入反应容器。整套装置抽真空至0.1Pa(10^-3 torr)，先加热样品至550K，通入纯化过的氩气；再进一步加热至1070K～1125K。温度稳定后，以氢气代替氩气导入，并控制流量在600～700mL/min。未反应的氢气和生成的氟化氢气体通过鼓泡器处理（避免水汽反向扩散）并用NaOH鼓泡器中和HF。根据气体出口处HF被碱中和所需时间判断反应进展，当气体几乎不含HF时，改通氩气以冷却炉子，最终得到亮黑色UF₃晶体。

2. 铝热法：取无水四氟化铀（3～4g）与化学计量的高纯度铝(-28～+60目)充分混合，置于石墨坩埚中，在高真空条件下用感应炉加热至900℃，保持1.5小时。生成的氟化铝由于挥发性被除去，从而得到几乎定量的三氟化铀（UF₃）。

合成制备方法

• 氢气还原法：与上述相同，不再赘述。
• 装置示意图：装置如图所示。

用途简介
目前暂无具体描述。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  铀三氟化物 以 水 为溶剂， 生成 四氟化铀
  参考文献：
  名称：

  Gmelin Handbuch der Anorganischen Chemie, Gmelin Handbook: U: SVol.C8, 5.1.1, page 3 - 12

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  四氟化铀 在 氢气 作用下， 以 neat (no solvent) 为溶剂， 生成 铀三氟化物
  参考文献：
  名称：

  三氟化铀的制备及其歧化研究

  摘要：

  摘要 研究了分子氢将UF 4 还原为UF 3 的过程。在出口气流中产生恒定 H 2 /HF 比率的氢气流速下，最佳转化温度范围为 1070-1125 K。 UF 3 的歧化研究也在 1169-1360 K 温度范围内进行。比歧化率 ( k ) 随温度的变化可以表示为

  DOI：

  10.1016/0040-6031(81)85191-x

文献信息

• Spectroscopic properties of K5Li2UF10
  作者：M. Karbowiak、Z. Gajek、J. Drożdżyński

  DOI：10.1016/j.chemphys.2004.10.040

  日期：2005.4

  The observed crystal-field levels were assigned and fitted to parameters of the simplified angular overlap model (AOM) and next to those of a semi-empirical Hamiltonian, which was representing the combined atomic and one-electron crystal-field interactions. The starting values of the AOM parameters were obtained from ab initio calculations. The analysis of the spectra enabled the assignment of 71 crystal-field

  合成了一种新的分子式为K 5 Li 2 UF 10的铀（III）氟络合物，并通过X射线粉末衍射和电子吸收光谱测量对其进行了表征。在斜方晶系，空间群的化合物结晶晶Pnma，用一个 = 20.723，b  = 7.809，c ^  = 6.932埃，V  = 1121.89埃3，Ž  = 4并且是同构通过其K 5栗2的NdF 10和K 5栗2的LaF 10类似。在3500-45,000 cm -1范围内，在4.2 K下记录了K 5 Li 2 UF 10多晶样品的吸收光谱，并进行了讨论。分配观察到的晶体场能级，并将其拟合到简化的角度重叠模型（AOM）的参数中，然后拟合到半经验哈密顿量的参数，后者表示原子和单电子晶体场相互作用的组合。AOM参数的起始值是从头计算得出的。光谱分析使得能够分配具有37 cm -1的相对较小的均方根值的U 3+的71个晶场能级。总分裂为714 cm -1是针对4 I 9/2地面多重线计算的。
• Standard enthalpies of formation of uranium compounds VII. UF3 and UF4 (by solution calorimetry)
  作者：E.H.P. Cordfunke、W. Ouweltjes

  DOI：10.1016/s0021-9614(81)80025-0

  日期：1981.2

  Enthalpies of solution of UF 3 and UF 4 in a mixed aqueous solvent containing sulphuric acid, boric acid, and ceric sulphate have been measured calorimetrically. Together with measurements of the enthalpy of solution of γ-UO 3 and U 3 O 8 in the same solution, the standard enthalpies of formation of solid UF 3 and UF 4 have been derived: Δ H f o ( UF 3 , s , 298.15 K ) = − ( 1508.5 ± 5.5 ) kJ mol −

  UF 3 和UF 4 在含有硫酸、硼酸和硫酸铈的混合水性溶剂中的溶液焓已通过量热法测量。结合γ-UO 3 和U 3 O 8 在同一溶液中的溶解焓的测量，推导出固体UF 3 和UF 4 的标准生成焓： Δ H fo ( UF 3 , s , 298.15 K ) = − ( 1508.5 ± 5.5 ) kJ mol − 1 ; Δ H fo (UF 4 , s, 298.15 K) = - (1920.0 ± 3.7) kJ mol - 1 。这些值与文献值有很大不同。
• Process for the production of uranium trifluoride
  申请人：Japan Atomic Energy Research Institute

  公开号：US03976750A1

  公开（公告）日：1976-08-24

  A novel method is disclosed for producing a pure uranium trifluoride efficiently. Said method is characterized by heating a mixture of uranium tetrafluoride and uranium nitride in an inert gas stream or under vacuum.

  公开了一种高效生产纯三氟化铀的新方法。该方法的特点是在惰性气体流或真空下加热铀四氟化物和铀氮化物的混合物。
• Equilibria of uranium carbides in the molten fluoride solutions of UF3 and UF4 contained in graphite at 850°K
  作者：L.M. Toth、L.O. Gilpatrick

  DOI：10.1016/0022-1902(73)80239-8

  日期：1973.5

  of dilute molten fluoride solutions of UF4 with UC, U2C3 and UC2 at 850°K has been investigated to establish that a UC2 phase, possibly oxygen stabilized, is the stable carbide phase in contact with dilute UF3-UF4 solutions contained in graphite. The carbides were identified by X-ray powder patterns. Lattice parameters for these carbides are included. UF3 and UF4 concentrations in solution were measured

  研究了UF 4与UC，U 2 C 3和UC 2在850°K下的稀熔融氟化物溶液的平衡，以建立UC 2相（可能是氧稳定的）是与稀UF 3接触的稳定碳化物相。-UF 4溶液包含在石墨中。通过X射线粉末图案鉴定出碳化物。这些碳化物的晶格参数也包括在内。通过近红外可见分光光度法测量溶液中的UF 3和UF 4浓度。平衡商Q =（UF 3）4 /（UF 4）根据以下反应，与熔融氟化物溶液接触的每种碳化物均计算为3：4UF3 + xC⇄3UF4 + UCϰ
• The hydrogen reduction of uranium tetrafluoride in molten fluoride solutions
  作者：L.O. Gilpatrick、L.M. Toth

  DOI：10.1016/0022-1902(77)80207-8

  日期：1977.1

  The H2 reduction equilibrium of UF4 has been measured in selected molten fluoride solutions from 500–800°C. Absorption spectrophotometry was used to determine UF3 and UF4 concentrations in equilibrium with a gas mixture containing HF in approx. 1 atm H2. By measuring all components as a function of temperature and melt composition, equilibrium quotient expressions for the reduction, log10 have been

  已在500–800°C的特定熔融氟化物溶液中测量了UF 4的H 2还原平衡。吸收分光光度法用于确定UF 3和UF 4的浓度，使之与含HF的气体混合物（约）平衡。1 atm H 2。通过测量所有组件作为温度的函数和熔融组合物，用于降低平衡商数表达式，日志10已经获得其中一个= 3.771，3.587，3.133和b = 8900，为电子8225和7296的LiFBeF 2的解决方案组成分别为66-34、57-43和48-52摩尔％。对于LiFBeF 2 ThF4（72-16-12摩尔％）溶液，对数10 Q R = 3.952–9183 / T，其中Q在atm 。通过定义各溶质的标准状态，使得其活性系数为单位，当它存在于非常低的浓度在LiFBeF 2（66-34摩尔％），活度系数比，，对于其他溶剂已经从所计算出的以上表达式。这些数据在更宽的温度和溶剂范围内扩展了先前的活度系数。