四氟化铀 | 10049-14-6

• 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: 四氟化铀
• 英文名称: uranium tetrafluoride
• 英文别名: Uranium fluoride (UF4)；uranium(4+);tetrafluoride
• CAS: 10049-14-6
• 化学式: F₄U
• 分子量: 314.023
• InChiKey: MZFRHHGRNOIMLW-UHFFFAOYSA-J

物化性质

• 稳定性/保质期：
  绿色针状晶体属于单斜晶系，其晶格常数为：a₀=(12.73±0.01)A（1A=0.1nm），b₀=(10.753±0.007)A，c₀=(8.404±0.008)A，β=(126.33±0.05)°。熔点为(960±5)℃，沸点为1415℃，密度为（6.70±0.10）g/cm³。该晶体难溶于水，并不溶解于稀酸和稀碱中，但在浓酸和浓碱中有良好的溶解性。此外，它还能与碱金属氟化物形成各种复盐。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  1.68
• 重原子数：
  5
• 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：
  4

ADMET

代谢

铀通过口服、吸入和皮肤途径被少量吸收。体内的铀通常以铀酰离子（UO2）2+ 的形式存在，与阴离子如柠檬酸盐和碳酸氢盐或血浆蛋白结合。铀优先分布到骨骼、肝脏和肾脏。进入体内的铀大部分不被吸收，并通过尿液和粪便从体内排出。

Uranium is absorbed in low amounts via oral, inhalation, and dermal routes. Uranium in body fluids generally exists as the uranyl ion (UO2)2+ complexed with anions, such as citrate and bicarbonate, or plasma proteins. Uranium preferentially distributes to bone, liver, and kidney. The large majority of uranium that enters the body is not absorbed and is eliminated from the body via the urine and faeces. (L248)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 毒性总结

铀与血液中的碳酸氢盐或血浆蛋白结合，但一旦进入肾脏，它就会被释放并与肾小管壁上的磷酸盐配体和蛋白质形成复合物，造成损害。铀还可能抑制肾近端小管中的依赖钠传输和不依赖钠传输的ATP利用以及线粒体氧化磷酸化。铀通过损害肺泡上皮II型细胞引起呼吸系统疾病。铀诱导c-Jun N端激酶（JNK）和p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）的激活，进而诱导肿瘤坏死因子alpha（TNF-alpha）的分泌，在肺部产生炎症反应。研究表明，铀盐越可溶，毒性越强。铀产生的电离辐射损伤DNA，导致基因突变和染色体畸变。这可以启动和促进致癌作用，并干扰繁殖和发育。（L249, A160）

Uranium is combined with either bicarbonate or a plasma protein in the blood but once in the kidney, it is released and forms complexes with phosphate ligands and proteins in the tubular wall, causing damage. Uranium may also inhibit both sodium transport-dependent and independent ATP utilization and mitochondrial oxidative phosphorylation in the renal proximal tubule. Uranium causes respiratory diseases by damaging alveolar epithelium type II cells in the lungs. Uranium induces c-Jun N-terminal kinase (JNK) and p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAPK) activation, which in turn induces tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) secretion and generates and inflammatory response in the lungs. Studies have shown that the more soluble the uranium salt, the more toxic it is. Ionizing radiation produced by uranium damages the DNA, resulting in gene mutations and chromosomal aberrations. This can both both initiate and promote carcinogenesis, and interfere with reproduction and development. (L249, A160)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 致癌物分类

铀：第1组，对人类有致癌性（L135）

Uranium: Group 1, carcinogenic to humans (L135)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 健康影响

铀主要对肾脏造成损害，但还可能损害肺部、中枢神经系统和免疫系统。铀的放射性被认为会损害DNA，导致致癌效果以及生殖和发育损害。

Uranium primarily damages the kidney, but may also damage the lungs, central nervous system, and immune system. Uranium's radioactivity is believed to damage the DNA, resulting in carcinogenic effects and reproductive and developmental damage. (L248, L249)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 暴露途径

口服（L249）；吸入（L249）；皮肤给药（L249）

Oral (L249) ; inhalation (L249) ; dermal (L249)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 症状

摄入铀可能会导致呕吐和腹泻。

Ingestion of uranium may cause vomiting and diarrhea. (L248)

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

安全信息

• 危险品运输编号：
  UN 2912

SDS

第一部分：化学品名称

化学品中文名称：	四氟化铀
化学品英文名称：	Uranium tetrafluoride
中文俗名或商品名：
Synonyms：
CAS No.：	10049-14-6
分子式：	UF 4
分子量：	314.02

第二部分：成分/组成信息

纯化学品 混合物

化学品名称：四氟化铀

有害物成分 含量 CAS No. 四氟化铀 100 10049-14-6

第三部分：危险性概述

危险性类别：
侵入途径：	吸入 食入
健康危害：	铀及其化合物有放射性危害作用。给狗经口注入剂量约5g／kg的四氟化铀，多数狗有肾损害。吸入27mg／m3，第七昼夜出现无尿、肾损害、死亡。
环境危害：
燃爆危险：

第四部分：急救措施

皮肤接触：	脱去污染的衣着，用大量流动清水彻底冲洗。就医。
眼睛接触：	立即翻开上下眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：	迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时，立即进行人工呼吸。就医。
食入：	误服者漱口，给饮足量温水，催吐，立即送放射病专科医院或门诊就诊。

第五部分：消防措施

危险特性：	受高热、明火会产生剧毒的蒸气。具有强腐蚀性。
有害燃烧产物：
灭火方法及灭火剂：	二氧化碳、砂土。
消防员的个体防护：
禁止使用的灭火剂：
闪点(℃)：	无意义
自燃温度(℃)：	无意义
爆炸下限[%(V/V)]：	无意义
爆炸上限[%(V/V)]：	无意义
最小点火能(mJ)：
爆燃点：
爆速：
最大燃爆压力(MPa)：
建规火险分级：

第六部分：泄漏应急处理

应急处理：

隔离泄漏污染区，周围设警告标志，应急处理人员戴好防毒面具，穿厂商特别推荐的化学防护服(完全隔离)。不要直接接触泄漏物，严禁接触破裂的容器和泄漏物，采取一切可能的防辐射措施。转移未破损的包装，按放射物品作特殊处理。如果大量泄漏，与有关技术部门联系，确定清除方法。

第七部分：操作处置与储存

操作注意事项：
储存注意事项：

第八部分：接触控制/个体防护

最高容许浓度：	中 国 MAC：未制订标准前苏联MAC：0．075mg／m3 美国TLV—TWA：ACGI
监测方法：
工程控制：	密闭操作，注意通风。
呼吸系统防护：	作业工人应该佩戴防尘口罩。
眼睛防护：	戴防辐射面罩。
身体防护：	穿抗辐射防护服。
手防护：	戴抗辐射手套。
其他防护：	实行就业前和定期的体检。

第九部分：理化特性

外观与性状：	绿色无定形粉末。
pH：
熔点(℃)：	1036
沸点(℃)：
相对密度(水=1)：	6．70
相对蒸气密度(空气=1)：
饱和蒸气压(kPa)：
燃烧热(kJ/mol)：
临界温度(℃)：
临界压力(MPa)：
辛醇/水分配系数的对数值：
闪点(℃)：	无意义
引燃温度(℃)：	无意义
爆炸上限%(V/V)：	无意义
爆炸下限%(V/V)：	无意义
分子式：	UF 4
分子量：	314.02
蒸发速率：
粘性：
溶解性：	不溶于水，溶于浓酸。
主要用途：	用于制金属铀和六氟化铀。

第十部分：稳定性和反应活性

稳定性：	在常温常压下 稳定
禁配物：	强氧化剂、强酸、水。
避免接触的条件：
聚合危害：	不能出现
分解产物：	氟化氢、氧化铀。

第十一部分：毒理学资料

急性毒性：
急性中毒：
慢性中毒：
亚急性和慢性毒性：
刺激性：
致敏性：
致突变性：
致畸性：
致癌性：

第十二部分：生态学资料

生态毒理毒性：
生物降解性：
非生物降解性：
生物富集或生物积累性：

第十三部分：废弃处置

废弃物性质：
废弃处置方法：
废弃注意事项：

第十四部分：运输信息

危险货物编号：
UN编号：
包装标志：
包装类别：
包装方法：
运输注意事项：	储存于专用仓库内，不可与其它化学危险物品及生活用品混储、混运。严禁在安全距离内堆放易燃物品，防止在发生火灾时引燃放射性物品。运输要专车专运，包装必须密封，并应有放射性专用标志。搬运人员应穿戴防护用具。
RETCS号：
IMDG规则页码：

第十五部分：法规信息

国内化学品安全管理法规：
国际化学品安全管理法规：

第十六部分：其他信息

参考文献：	1.周国泰，化学危险品安全技术全书，化学工业出版社，1997 2.国家环保局有毒化学品管理办公室、北京化工研究院合编，化学品毒性法规环境数据手册，中国环境科学出版社.1992 3.Canadian Centre for Occupational Health and Safety,CHEMINFO Database.1998 4.Canadian Centre for Occupational Health and Safety, RTECS Database, 1989
填表时间：	年月日
填表部门：
数据审核单位：
修改说明：
其他信息：	3
MSDS修改日期：	年月日

制备方法与用途

制备方法 方法1

二氧化铀与氟化氢反应可生成四氟化铀（UF₄），但此反应亦可逆向进行。因此，反应过程中需及时除去生成的水。由于二氧化铀易被氧化生成高氧化态化合物，而这些高氧化态氧化物在用氟化氢处理时会生成UO₂F₂，这将导致四氟化铀纯度下降。为确保反应效果，在反应前需将二氧化铀预先在氢气流中于800～900℃下进行还原处理2～3小时。

具体步骤如下：

1. 取适量的二氧化铀放入铂舟或镍舟中，送入反应管内。
2. 用高纯度氩气将系统内的空气完全逐出后，升温至550～650℃。
3. 通入氟化氢。反应时间根据氧化铀粉碎程度而定。
4. 反应完毕后，停止导入氟化氢并通入氩气以完全清除残留的氟化氢。
5. 迅速使反应管降温至常温。

若在残留有氟化氢的情况下降至常温，则氟化氢将被吸附在四氟化铀上。需注意，如果氟化氢或用作逐出气的氩气中含水及氧气，会增加四氟化铀中的双氧铀及氧化物杂质含量。

方法2

反应方程式如下：

1. 2UO₂ + 5NH₄F·HF → 2UF₄·NH₄F + 3NH₃ + 4H₂O（150℃）
2. UF₄·NH₄F4 → UF₄ + NH₄F（50℃）

氟氢化铵（常温下为稳定的白色粉末，容易处理）与二氧化铀反应可制得四氟化铀。具体步骤如下：

1. 将比所需量多20%的氟氢化铵粉末加入到二氧化铀粉末中，在惰性气氛中充分混合。
2. 压制成疏松片后放入聚四氟乙烯反应器中，并导入惰性气体。
3. 在150℃下加热8小时，即可制得绿色的UF₄·NH₄F。
4. 将制得的UF₄·NH₄F移至铂舟或镍制反应管内，在惰性气流中加热至450℃。随着反应进行，NH₄F逐渐挥发分离，最终得到四氟化铀。

合成制备方法 方法1

二氧化铀与氟化氢反应生成四氟化铀（UF₄），但此过程需及时排除生成的水分。为了保持高纯度，应将二氧化铀在800～900℃下还原2～3小时。

具体操作如下：

1. 将适量二氧化铀放入铂舟或镍舟中，送入反应管。
2. 用高纯氩气排出空气，并加热至550～650℃。
3. 通入氟化氢。根据氧化铀的粉碎程度设定反应时间。
4. 反应结束后，停止供氧行并以氩气清洗残留的氟化氢。
5. 迅速降温至常温。

若在降温和去水过程中未及时处理含氧气体，则四氟化铀中会混入双氧铀和氧化物杂质。

方法2

反应方程式为：

1. 2UO₂ + 5NH₄F·HF → 2UF₄·NH₄F + 3NH₃ + 4H₂O（150℃）
2. UF₄·NH₄F4 → UF₄ + NH₄F（50℃）

氟氢化铵在常温下为稳定的白色粉末，易于处理。与二氧化铀反应可制得四氟化铀。

具体操作如下：

1. 将比所需量多20%的氟氢化铵加入到二氧化铀中，在惰性气体环境下充分混合。
2. 压制成片后放置于聚四氟乙烯反应器内，并通入惰性气体。
3. 在150℃下加热8小时，制得绿色UF₄·NH₄F。
4. 将所得的UF₄·NH₄F放入铂舟或镍/不锈钢管中，继续在惰性气体环境下于450℃加热。随着反应进行，NH₄F逐渐挥发并分离，最终得到纯净四氟化铀。

用途简介

（此部分未提供详细信息）

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  四氟化铀 在 硅烷 作用下， 700.0 ℃ 、90.0 kPa 条件下， 反应 168.0h， 以100%的产率得到Uranium;trihydrofluoride
  参考文献：
  名称：

  轻松合成纯卤化铀（III）：UF3，UCl3，UBr3和UI3

  摘要：

  本文中，我们描述一个方便的实验室规模合成纯和无溶剂二进制铀（III）卤化物UCL 3，UBR 3，和UI 3。这是通过在中等温度下用硼硅酸盐安瓿中的元素硅还原各个卤化铀（IV）来实现的。作为副产物形成的四卤化硅Si X 4用于通过化学气相传输反应除去过量的起始原料。本文介绍的合成方法避免了对纯金属铀的需求，并且基于由UO 2合成的卤化铀（IV）以及各自的卤化铝，并通过化学蒸汽传输进行纯化。这些卤化铀（III）以单晶形式获得。类似的反应产生作为微晶粉末的UF 3。但是，这种卤化物不会发生有益的转运反应。而且，必须施加更高的温度并且必须使用钢安瓿。通过粉末X射线衍射和红外光谱检查产品的身份和纯度。UI 3的合成首次实现了其在单晶上的晶体结构确定。UI 3结晶为PuBr 3结构类型，空间类型为Cmcm，a = 4.3208（9），b= 13.923（3），C ^ = 9.923（2）埃，V = 596

  DOI：

  10.1002/zaac.201700402
• 作为产物：
  描述：

  以 melt 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, 5.2.2, page 170 - 219

  摘要：

  DOI：

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。
• Formation and characterization of HUF and DUF in solid argon
  作者：Thomas Vent-Schmidt、Rodney Dale Hunt、Lester Andrews、Sebastian Riedel

  DOI：10.1039/c3cc41379a

  日期：——

  Reactions of laser-ablated U atoms with HF and DF in condensing and solid rare gas produce HUF and DUF as the major new products based on close agreement between observed and calculated vibrational frequencies and deuterium shifts for U–H and U–F stretching modes at 1383 and 544 cm−1, respectively.

  激光剥蚀的铀(U)原子与氟化氢(HF)和氟化氘(DF)在浓缩和固态稀有气体中反应，主要生成新的产物氢氟化铀(HUF)和氘氟化铀(DUF)，这一结论基于观察到的振动频率与计算值之间以及铀-氢(U–H)和铀-氟(U–F)伸缩模式的氘位移在1383和544 cm−1处分别的高度一致性。
• Actinide–Silicon Multiradical Bonding: Infrared Spectra and Electronic Structures of the Si(μ-X)AnF₃ (An = Th, U; X = H, F) Molecules
  作者：Han-Shi Hu、Fan Wei、Xuefeng Wang、Lester Andrews、Jun Li

  DOI：10.1021/ja409527u

  日期：2014.1.29

  silylene group. These silicon-bearing molecules as the lowest-energy isomer of XSiAnF3 represent the first silicon-actinide systems with unusual "triplet" silylenes and Si-An single bonds with multiradical character. They are in dramatic contrast to the uranium-carbon analogs, XC≡UF3, which form triple-bonded singlet ground states with C3v symmetry. The calculated vibrational frequencies of the Si(μ-X)AnF3

  我们报告了一系列 Si(μ-X)AnF3 (An = Th, U; X = H, F) 与硅 - 锕系 (IV) 单键和意想不到的多自由基特征形成稀有三线态亚甲硅烷的络合物。这些桥接分子是通过激光烧蚀的铀和钍原子与氟化硅的反应在微观尺度上制备的，并从氩和氖基质中的红外光谱和相对论量子化学计算中识别出来。为了比较，进行了铀与 CF4 和 CHF3 反应的类似氖基质实验。我们的密度泛函理论计算表明，具有 U(IV) 氧化态的 Si-U 单键物种 Si(μ-X)UF3 (X = H, F) 和 H 或 F 的准前桥配体是最稳定的在所有异构体中，而天真预期的具有 U(VI) 氧化态的三键物种 XSi≡UF3 和具有 U(V) 氧化态的双键物种 XSi(•)=(•)UF3 的能量明显更高。还发现来自与 XSiF3 反应的类似钍产物更喜欢具有 Si-Th 单键和桥连 H 或 F 配体的 Si(μ-X)ThF3
• Synthetic Strategies for the Synthesis of Ternary Uranium(IV) and Thorium(IV) Fluorides
  作者：Vladislav V. Klepov、Justin B. Felder、Hans-Conrad zur Loye

  DOI：10.1021/acs.inorgchem.8b00570

  日期：2018.5.7

  A series of new U(IV) and Th(IV) fluorides, Na7U6F31 (1), NaUF5 (2), NaU2F9 (3), KTh2F9 (4), NaTh2F9 (5), (H3O)Th3F13 (6), and (H3O)U3F13 (7), was obtained using hydrothermal and low-temperature flux methods. Mild hydrothermal reactions with uranyl acetate as a precursor yielded 1, 7, and the monoclinic polymorph of NaU2F9, whereas direct reactions between UF4 and NaF led to the formation of 2 and

  一系列新的U（IV）和Th（IV）氟化物，Na 7 U 6 F 31（1），NaUF 5（2），NaU 2 F 9（3），KTh 2 F 9（4），NaTh 2 F 9（5），（H 3 O）Th 3 F 13（6）和（H 3 O）U 3 F 13（7）是使用水热和低温助熔剂方法获得的。用乙酸双氧铀作为前体的水热温和反应产生1，7，以及NAU单斜晶多晶型物2 ˚F 9，而UF之间的直接反应4和氟化钠导致的形成2和斜方晶NAU 2 ˚F 9（3）。当使用不同的起始铀源时，这突出显示了反应产物中出乎意料的差异。所有七个化合物都通过单晶X射线衍射进行了表征，并根据阳离子拓扑对它们的结构进行了比较，根据在NaUF 5（H 2 O）中观察到的层，揭示了氟化物之间的紧密拓扑相似性。的相纯的样品1，2，和NAU的两个多晶型物2 ˚F 9获得，并测量它们的光谱和磁特性。UV-vis数据主要受U 4+的存在的
• Preparation, Properties and Reactions of Bismuth Pentafluoride¹
  作者：Jack Fischer、Edgars Rudzitis

  DOI：10.1021/ja01533a009

  日期：1959.12

  Bismuth pentafluoride was prepared by synthesis from bismuth and fluorine at 500 deg C. Its crystal structure, density of the solid and liquid, triple point temperature, and vapor pressure were determined and the latent heat of vaporization and Trouton constant were calculated. Various chemical reactions of bismuth pentifluoride, such as its reduction with hydrogen and fluorination reactions with various

  五氟化铋是由铋和氟在500℃下合成制备的。测定其晶体结构、固液密度、三相点温度和蒸气压，并计算汽化潜热和特劳顿常数。研究了五氟化铋的各种化学反应，如氢还原和与各种元素和化合物的氟化反应。五氟化铋是一种强氟化剂。（授权）