[科普中国]-氟化钡

氟化钡，无色透明立方结晶或白色粉末。溶于盐酸、硝酸、氢氟酸和氯化铵溶液，以及甲醇，乙醇等有机溶剂，微溶于水。相对密度4.83。熔点1368℃。沸点2260℃。折光率1.471。中等毒，半数致死量(大鼠，经口)250 mg/kg。

计算化学数据1、疏水参数计算参考值（XlogP）：无

2、氢键供体数量：0

3、氢键受体数量：2

4、可旋转化学键数量：0

5、互变异构体数量：无

6、拓扑分子极性表面积：0

7、重原子数量：3

8、表面电荷：0

9、复杂度：0

10、同位素原子数量：0

11、确定原子立构中心数量：0

12、不确定原子立构中心数量：0

13、确定化学键立构中心数量：0

14、不确定化学键立构中心数量：0

15、共价键单元数量：31

性质与稳定性如果遵照规格使用和储存则不会分解，未有已知危险发生。

溶解度数据如下表所示。较氟化钙、氟化锶易溶，易溶于酸及氯化铵的水溶液中。

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本品有毒，吸入有害。

物质结构氟化钡是碱土氟化物晶体，无色透明，属于立方晶体系，面心立方结构型（见图1 a）。是配位型晶体，每个钡原子周围有八个氟离子包围，构成阴离子立方休结构基元（见图1 b），而F被四个Ba所环绕构成四面体结构基元，Ba位于立方面心格位呈紧密堆积（见右图）。

固态氟化钡为萤石型晶体结构，立方晶系。高压下转变为氯化铅型结构。

气态时，以 BaF2 分子的形式存在，F-Ba-F 键角约为 108°，与价层电子对互斥理论的预测相矛盾。 从头计算的结果显示这是钡原子的 d 轨道参与的结果。 也有理论认为这是由钡内层电子的极化作用，在钡原子周围产生四面体型的电荷分布，并与 Ba-F 键发生作用造成的。

物质用途用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器、助熔剂、涂料剂珐琅，还可作木材防腐剂及杀虫剂。用于制焊剂，搪瓷制造；用作尸体防腐剂，固体润滑剂。BaF2晶体用作紫外或红外窗口和激光材料等。氟化钡晶体是一种优良的高密度光学材料，具有优异的闪烁性能，也是良好的缓冲层，可以连接晶格常数不同的半导体。氟化钡晶体具有优良的闪烁性能和快的时间特性，使它在核医学、核物理、粒子物理以及遥感技术等方面的运用越来越广泛。还具有抗潮性好，使用温度高等特点。 可用作CO2激光器等器件和整机的窗口材料及用作其它光学元件。

氟化钡材料能够有效的促进制备铝型荧光粉，用于在固相法制备YAG:CE荧光粉。氟化钡还常用在低温制冷热成像系统和可作为某些应用衬底。氟化钡分子中不含氧原子，被用来作为高炉锰铁脱硅溶剂，在高炉锰铁脱硅时取得高脱硅率和低的锰氧化损失率。氟化钡在开发高温超导器件方面有重大作用，在超导薄膜（YBaCuO）表面淀积一层氟化钡作为YBaCuO的保护层，能够保持YBaCuO的稳定性。氟化钡具有非常广泛的应用领域和科学应用研究价值。

制备或来源干法干法又称固相合成法，是利用氟硅酸钡在高温下分解为产品氟化钡及四氟化硅气体，原料氟硅酸钡可以从磷肥行业的副产物氟硅酸经铵化后，再与氢氧化钡或碳酸钡反应得到，四氟化硅气体经吸收后重新再利用。所涉及到的反应方程式：

优缺点：所用原料易得，价格低廉，制备工艺简单，所需设备较少，反应的副产物容易处理，生产过程无废水、废液排放，不产生二次污染，具有良好的经济效益与环境效益。但热分解所需要的温度较高，能耗大，对生产设备要求高。氟硅酸钡高温热解时，传热不均匀，容易造成结壁现象，从而加大能耗，同时也会影响到最终固体产品的纯度，使用流化床进行热分解可以解决此问题2。

湿法以氟化氢为氟源：利用碳酸钡或氢氧化钡直接或间接与氢氟酸反应。反应方程式如下：

优缺点：生产工艺比较成熟，原料利用率较高，反应产生副产物气体和水，氟化钡结晶时不受其他离子的影响，容易由高纯的原料制取纯度较高的产品。但设备腐蚀严重，生产时直接或间接需要大量的氢氟酸，氢氟酸主要由萤石和硫酸反应制得，现在中国加大限制萤石开采的力度，相应的氢氟酸的价格也必然会升高，进而影响该工艺的生产成本。另外，生产过程中伴有大量的母液排放，给环境保护造成较大压力。

以可溶性盐作为氟源：利用氟化钡在水溶液中溶解度低的性质，使可溶性钡盐溶液和可溶性氟化盐溶液反应生成氟化钡沉淀。反应方程式如下：

Ba2++2F-→BaF2↓

如：以氟化铵作为氟源，用氯化钡溶液和氟化铵通过水浴加热反应生成氟化钡沉淀。

BaCl2+NH4F→BaF2↓+2NH4Cl

具体操作步骤为：称取一定量的BaCl2·2H2O溶于蒸馏水中,将溶液置于设定温度的恒温水浴中加热。将一定量的氟化铵粉末快速加入到氯化钡溶液中并搅拌，反应一定时间后，抽滤，洗涤滤饼并干燥。

优缺点：生产工艺条件温和，原料多来源于其他行业副产的氟源及可溶性钡盐，价格低廉，生产氟化钡成本较低，产品附加值较高。但氟化钡沉淀时可能夹杂其他金属离子或阴离子，产品纯度不高。同样，生产过程中伴随有大量的洗涤液排放，环保压力较大。

贮存方法1、应贮存在通风、干燥、清洁的库房中，密封保存，注意防潮。

2、勿与酸类和食品共贮混运。运输时要防雨淋和日晒。装卸时要轻拿轻放，防止包装破损3。

毒理学数据有毒。对眼睛、皮肤、黏膜和上呼吸道有强烈刺激作用。

生态学数据属其它有害作用：该物质对环境有危害，建议不要让其进入环境。应特别注意对水体的污染。

本词条内容贡献者为:

唐浩宇 - 教授 - 湘潭大学