Фторид лития

Фтори́д ли́тия, фто́ристый ли́тий — бинарное химическое соединение лития и фтора с формулой LiF, литиевая соль плавиковой кислоты. При нормальных условиях — белый порошок или прозрачный бесцветный кристалл, негигроскопичный, почти не растворим в воде. Растворяется в азотной и плавиковой кислотах.

• Используя плохую растворимость фторида лития, его легко получить обменными реакциями:

${\displaystyle {\mathsf {LiCl+NH_{4}F\ {\xrightarrow {\ }}\ LiF\downarrow +NH_{4}Cl}}}$

• Его также можно получить взаимодействием гидроксида лития и плавиковой кислоты:

${\displaystyle {\mathsf {LiOH+HF\ {\xrightarrow {\ }}\ LiF\downarrow +H_{2}O}}}$

Фторид лития встречается в природе в виде крайне редкого минерала грайсита^[2].

Фторид лития при нормальных условиях представляет собой белый порошок или прозрачные бесцветные кристаллы кубической сингонии, пространственная группаF m3m, параметры ячейки a = 0,40279 нм, Z = 4.

Плохо растворяется в воде (0,120 г/100 мл при 0 °C^[1]), при повышении температуры растворимость несколько повышается (0,134 г/100 мл при 25 °C^[1]; 0,1357 г/100 мл при 35 °C). Произведение растворимостиKsp = 1,84⋅10⁻³ (при 25 °С)^[1].

Плавится при 848,2 °C^[1]; плотность расплава 1,81 г/см^3[1], коэффициент объёмного расширения жидкого LiF составляет 4,90⋅10⁻⁴ К⁻¹·г/см^3[1].

Теплопроводность при стандартных условиях4,01 Вт/(м·K), при гелиевой температуре (4,2 К) 620 Вт/(м·K), при 20 К1800 Вт/(м·K), при повышении температуры до азотной (77 К) теплопроводность снижается до 150 Вт/(м·K)^[1].

Фторид лития диамагнитен, его молярная магнитная восприимчивость равна −10,1⋅10⁻⁶ см³/моль^[1]. Относительная диэлектрическая проницаемость составляет 9,00 (при комнатной температуре, в диапазоне 10²—10⁷ Гц)^[1].

Межъядерное расстояние в молекуле LiF составляет 1,5639 нм (в газовой фазе)^[1], коэффициент упругости связи 2,50 Н/см^[1]. Электрическая поляризуемость молекулы равна 10,8⋅10⁻²⁴ см^3[1].

• Растворяется в концентрированных растворах фтористоводородной кислоты:

${\displaystyle {\mathsf {LiF+HF\ {\xrightarrow {\ }}\ LiHF_{2}}}}$

• Растворяется в концентрированных сильных кислотах:

${\displaystyle {\mathsf {LiF+H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {\ }}\ LiHSO_{4}+HF\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {LiF+HNO_{3}\ {\xrightarrow {\ }}\ LiNO_{3}+HF\uparrow }}}$

• Реагирует с оксидами и гидроксидами щелочноземельных металлов:

${\displaystyle {\mathsf {2\ LiF+CaO\ {\xrightarrow {600^{o}C}}\ Li_{2}O+CaF_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2\ LiF+Ca(OH)_{2}\ {\xrightarrow {\ }}\ 2\ LiOH+CaF_{2}\downarrow }}}$

Фторид лития обладает очень высокой прозрачностью от ультрафиолетовой до инфракрасной области спектра (0,12…6 мкм)^[3], поэтому он используется в ультрафиолетовой (в том числе в области вакуумного ультрафиолета, где его прозрачность превосходит все прочие оптические материалы) и инфракрасной оптике. Кроме того, он используется для измерения доз облучения методом термолюминесцентной дозиметрии. Монокристаллы фторида лития используются для рентгеновских монохроматоров и для изготовления высокоэффективных (КПД 80 %) лазеров на центрах свободной окраски. Лазер F−
2:LiF даёт инфракрасное излучение с длиной волны 1120 нм.

Проявляет слабые сцинтилляционные свойства. Диэлектрик; характеризуется высоким удельным электрическим сопротивлением вследствие большой ширины запрещённой зоны.

Высокая теплота плавления (1044 кДж/кг) позволяет использовать фторид лития как материал для хранения тепловой энергии^[4]. При плавлении увеличивает свой объём на 22 %. Жидкий фторид лития вызывает быструю коррозию металлов.

Фторид лития-7 применяют для растворения соединений урана и тория в ядерных жидкосолевых реакторах.

• Фторид лития токсичен. Среднесуточная ПДК в воздухе 1 мг/м³. Пероральная летальная доза для морских свинок 200 мг/кг, для крыс 143 мг/кг^[5].

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.