테트라플루오로에틸렌(C2F4)은 테플론과 같은 불소중합체 생산에 사용되는 무색, 무취의 가스입니다. 또한 냉매 및 추진제 생산에도 사용됩니다.
| IUPAC의 이름 | 테트라플루오로에틸렌 |
| 분자식 | C2F4 |
| CAS 번호 | 116-14-3 |
| 동의어 | TFE, 퍼플루오로에틸렌, 에텐, 테트라플루오로-, F4E, 프레온 1113, 할로카본 1113 |
| 인치 | InChI=1S/C2F4/c3-1(4)2(5)6 |
루이스 구조 C2F4
TFE 또는 C2F4로도 알려진 테트라플루오로에틸렌의 루이스 구조는 두 개의 탄소 원자가 서로 이중 결합되어 있으며, 각 탄소 원자는 두 개의 불소 원자에 결합되어 있습니다. 루이스 구조는 분자 내 원자가 전자의 배열을 보여주고 분자의 결합과 기하학적 구조에 대한 정보를 제공합니다. TFE의 비극성 특성은 전하 분리나 순 쌍극자 모멘트를 나타내지 않는 루이스 구조에서도 분명합니다.
몰 질량 of 4불화에틸렌
TFE 또는 C2F4라고도 불리는 테트라플루오로에틸렌의 몰 질량은 100.02g/mol입니다. 이 값은 분자에 존재하는 모든 원소(2개의 탄소 원자와 4개의 불소 원자)의 원자 질량을 더하여 계산됩니다. 몰 질량은 주어진 부피나 질량에 존재하는 물질의 양을 결정하는 중요한 매개변수이며 화학양론적 계산에도 사용됩니다.
테트라플루오로에틸렌의 끓는점
테트라플루오로에틸렌의 끓는점은 표준 압력에서 -76.3°C(-105.34°F)입니다. 실온 및 대기압에서 빠르게 기화할 수 있는 매우 휘발성이 높은 가스입니다. TFE의 끓는점이 낮기 때문에 냉동 시스템 및 에어로졸 추진제와 같은 다양한 산업 응용 분야에 이상적입니다.
테트라플루오로에틸렌의 녹는점
테트라플루오로에틸렌은 액체상을 건너뛰고 고체에서 기체로 직접 상전이하기 때문에 뚜렷한 녹는점이 없습니다. 그러나 TFE의 고체 형태는 고압 조건에서 -76.3°C 미만의 온도에서 존재할 수 있습니다. TFE의 고체 형태는 매우 불안정하고 반응성이 높으며 자발적으로 중합되거나 분해될 수 있습니다.
테트라플루오로에틸렌의 밀도 g/ml
표준 온도 및 압력(STP)에서 테트라플루오로에틸렌의 밀도는 1.47g/L입니다. 그러나 TFE는 가스이기 때문에 온도와 압력의 변화에 따라 밀도가 크게 달라질 수 있습니다. 실온 및 대기압에서 TFE의 밀도는 약 3.21g/L입니다.
테트라플루오로에틸렌의 분자량
C2F4의 분자량은 100.02g/mol입니다. 이 값은 분자에 존재하는 모든 원자의 원자량을 더하여 계산됩니다. TFE는 상대적으로 낮은 분자량을 가지므로 휘발성이 높고 끓는점이 낮습니다.
C2F4 구조
C2F4는 두 개의 탄소 원자가 서로 이중 결합하고 각각 두 개의 불소 원자에 결합된 선형 구조를 가지고 있습니다. 분자는 고도로 대칭적이고 순 쌍극자 모멘트가 없어 비극성이 됩니다. TFE의 선형 구조는 높은 반응성과 폴리머 사슬 형성 능력에도 기여합니다.
포뮬러 C2F4
C2F4의 화학식은 C2F4이며, 이는 분자에 2개의 탄소 원자와 4개의 불소 원자가 포함되어 있음을 나타냅니다. 공식은 분자에 존재하는 원자의 유형과 수에 대한 정보를 제공하며, 이는 화학적 거동과 반응을 예측하는 데 유용할 수 있습니다.
| 모습 | 무색 가스 |
| 비중 | STP에서 1.47g/L |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 냄새 없는 |
| 몰 질량 | 100.02g/몰 |
| 밀도 | 실온 및 대기압에서 3.21g/L |
| 융합점 | 뚜렷한 녹는점이 없음 |
| 비점 | 표준 압력에서 -76.3°C(-105.34°F) |
| 플래시 도트 | TFE는 가스이므로 해당되지 않습니다. |
| 물에 대한 용해도 | 불용성 |
| 용해도 | 아세톤, 클로로포름과 같은 일부 유기용매에 용해됨 |
| 증기압 | 20°C에서 209.7kPa |
| 증기 밀도 | 2.95(공기=1) |
| pKa | TFE는 산도 염기도 아니므로 해당 없음 |
| pH | TFE는 산도 염기도 아니므로 해당 없음 |
테트라플루오로에틸렌의 안전성과 위험성
테트라플루오로에틸렌을 적절하게 취급하지 않으면 여러 가지 안전 및 건강 위험을 초래할 수 있습니다. 고농도의 TFE에 노출되면 눈, 피부 및 호흡기에 자극을 유발할 수 있습니다. 장기간 노출되면 폐부종 및 폐렴을 포함한 폐 손상이 발생할 수도 있습니다. TFE는 또한 공기와 폭발성 혼합물을 형성할 수 있는 가연성 가스입니다. 따라서 화재나 폭발의 위험을 피하기 위해 반드시 특수 용기에 보관하고 운송해야 합니다. 노출을 방지하고 건강에 부정적인 영향을 미치는 위험을 최소화하려면 TFE를 취급할 때 호흡 보호구를 포함한 적절한 보호 장비를 사용하는 것이 중요합니다.
| 위험 기호 | F+(가연성이 높음) |
| 보안 설명 | 인화성이 높은 가스. 눈에 심한 자극을 일으킴. 호흡기 자극을 일으킬 수 있음. |
| UN 식별 번호 | UN1080 |
| HS 코드 | 2903.39 |
| 위험 등급 | 2.1 (인화성 가스) |
| 포장그룹 | TFE는 가스이므로 해당되지 않습니다. |
| 독성 | TFE는 급성 독성이 낮지만 장기간 노출되면 폐 손상 및 기타 건강에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다. TFE는 또한 잠재적인 인체 발암 물질로 간주됩니다. |
테트라플루오로에틸렌의 합성 방법
테트라플루오로에틸렌(TFE)은 다양한 탄화불소 화합물의 열분해 및 촉매 분해를 비롯한 여러 방법으로 합성할 수 있습니다.
TFE를 합성하는 일반적인 방법은 적절한 개시제 존재 하에 고온에서 클로로디플루오로메탄(CCl2F2)을 열분해하는 것입니다. 이 공정에는 CCl2F2의 탄소-염소 결합을 끊어 라디칼을 형성한 다음 다른 분자와 반응하여 TFE를 생성하는 과정이 포함됩니다.
또 다른 방법은 고온에서 염화알루미늄이나 오불화안티몬과 같은 적합한 촉매를 사용하여 헥사플루오로프로펜(HFP) 또는 옥타플루오로사이클로부탄(OFCB)과 같은 탄화불소 화합물을 촉매 분해하는 것입니다. 이 방법은 TFE와 기타 탄화불소 부산물의 혼합물을 생성한 다음 분리 및 정제합니다.
또한 TFE는 전해질이 있는 상태에서 금속 양극 위에 수소와 불소 가스의 혼합물을 통과시키는 공정인 전기화학적 불소화에 의해 합성될 수 있습니다. 이 방법은 TFE와 기타 불소화 화합물의 혼합물을 생성한 다음 분리 및 정제합니다.
전반적으로 TFE 합성에는 관련 화학물질의 반응성이 높고 위험한 특성으로 인해 특수 장비와 전문 지식이 필요합니다. 따라서 TFE를 합성할 때 적절한 안전 프로토콜과 규정을 따르는 것이 중요합니다.
테트라플루오로에틸렌의 용도
테트라플루오로에틸렌(TFE)은 여러 산업 및 상업용 응용 분야에 사용되는 다용도 화학 물질입니다.
- TFE의 주요 용도 중 하나는 일반적으로 테플론으로 알려진 비점착성 내열성 폴리머인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 생산을 위한 모노머입니다.
- TFE는 전자, 섬유 및 기타 산업에 응용할 수 있는 과불화 카르복실산 및 과불화 알킬 술포네이트와 같은 다른 불소화 화합물을 생산하는 원료로 사용됩니다.
- TFE는 높은 내화학성과 내구성으로 인해 코팅, 파이프 및 와이어에 널리 사용되는 폴리불화비닐리덴(PVDF)과 같은 불소중합체 생산에서 중요한 역할을 합니다.
- 제조업체는 TFE를 공조 및 냉동 시스템의 냉매로 사용하고 발포 단열재 생산에 사용합니다.
- 제약 산업에서는 TFE를 에어로졸 제제용 용매 및 추진제로 사용합니다.
- TFE는 조리기구 코팅, 전기 절연, 고성능 개스킷 등 다양한 용도로 사용됩니다.
전반적으로 TFE의 다용성과 고유한 특성으로 인해 광범위한 산업 및 상업용 응용 분야에서 귀중한 화학 물질이 됩니다. 그러나 건강에 부정적인 영향과 환경 피해를 최소화하려면 TFE를 취급할 때 적절한 안전 프로토콜과 규정을 따르는 것이 중요합니다.
질문:
테트라플루오로에틸렌, c2f4에서 c2와 f 사이의 시그마 결합을 구성하는 원자 또는 하이브리드 궤도는 무엇입니까?
테트라플루오로에틸렌(C2F4)의 C2와 F 사이의 시그마 결합은 하이브리드 궤도의 중첩에 의해 형성됩니다. C2F4에서 각 탄소 원자는 sp2 혼성화되어 있습니다. 즉, 3개의 원자 궤도(2s 궤도 1개와 2p 궤도 2개)가 결합하여 삼각 평면 기하학으로 배열된 3개의 sp2 혼성 궤도를 형성합니다. 각 탄소 원자는 또한 sp2 오비탈 평면에 수직인 혼성화되지 않은 2p 오비탈을 가지고 있습니다.
불소 원자는 시그마 결합을 형성하기 위해 인접한 탄소 원자의 혼성화되지 않은 2p 궤도와 겹쳐지는 단일 점유 2p 궤도를 가지고 있습니다. 이러한 중첩은 두 원자 사이에서 처음부터 끝까지 발생하여 분자 내 원자의 선형 배열을 초래합니다. 시그마 결합의 전자는 주로 두 핵 사이의 영역에 위치하여 탄소와 불소 원자 사이에 강한 공유 결합을 생성합니다.
테플론은 중합된 테트라플루오로에틸렌으로 생산됩니까?
네, 테플론은 테트라플루오로에틸렌(TFE)의 중합으로 생산됩니다. TFE는 촉매 존재 하에서 중합되어 일반적으로 테플론으로 알려진 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 형성할 수 있는 무색, 무취의 가스입니다.
중합 공정에는 PTFE로 중합된 TFE 단량체의 연쇄 반응을 시작하는 자유 라디칼을 생성하는 과황산암모늄 또는 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)과 같은 자유 라디칼 개시제를 사용하여 반응을 시작하는 것이 포함됩니다.