플루오로수소화이온을 상대 음이온으로 하는 이온액체

전문가 제언

플루오르계통 기능재료는 플루오르가 가지는 특이한 성질을 활용하여 각종 분야에서 필수적인 물질로 되어 있다. 무수상태에서 비점 19℃ 액체인 플루오르화수소는 취급하기 어렵기 때문에 경원시되고 있었지만, 루이스산(Lewis acid), 루이스염기(Lewis base)의 어느 쪽으로도 작용하는 것으로 많은 흥미 있는 화합물을 제공하고 있다. 일반식 (FH)nF-로서 표시되는 음이온은 플루오르화수소(HF)가 Lewis산으로서 Lewis염기인 플루오르화물이온(F-)에 대해서 작용하는 예로서 특이한 구조와 화학결합을 나타내고 있다.

 

플루오로수소화음이온은 (FH)nF-(n=1,2,3,4---)로 표시되는 1가 음이온으로서, 플루오르화물이온(F-)에 플루오르화수소(HF) 분자가 배위된 구조를 가지고 있다. 이들의 이온구조는 적어도 1개의 결정구조 중에서 결정되어 있다. 가장 간단한 구조를 가지는 것은 D∞h 대칭성을 가지는 Bifluoride ion(FHF-)으로서, HF분자가 증가하는 것에 따라서 (FH)2F- (C2v), (FH)3F- (D3h, C2v, etc---), (FH)4F- (Td, Cs, etc---)의 커다란 음이온으로 형성되어 있다.

 

이들의 이온 중에서 H-F결합은 강한 수소결합이라고 볼 수 있으며, 공유결합성이 강한 특수한 수소결합으로서, 예를 들면 FHF- 중에서 H-F결합거리는 ~1.15Å으로 매우 짧다. 이와 같이 강한 H-F결합은 음이온성이 낮은 HF 해리압력을 가지는 안정한 염으로 존재하기 때문에 중요한 역할을 담당하고 있다. 더욱, HF 조성이 큰 (FH)nF-(n>5)와 같은 것도 알려져 있으며, 이들은 F---H 가교로서 크게 확대된 구조를 가지는 것으로 밝혀져 있다. 액체 중에서 (FH)nF-의 구조도, 칼륨이나 이미다졸륨염에 있어서 분자동역학 계산을 이용한 구조해석이 수행되고 있다.

저자

Hagiwara Rika, Matsumoto Kazuhiko

자료유형

연구단신

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

81(9)

잡지명

電氣化學および工業物理化學

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

698~701

분석자

정*진

분석물

• 플루오로수소화이온을 상대 음이온으로 하는 이온액체.pdf [292,514 byte]

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