A kalcium-fluorid (CaF2) a kalcium és a fluor ionos vegyülete. A természetben a fluorit (más néven folypát) kristályban fordul elő és a világ legnagyobb fluorforrása. Vízben gyakorlatilag oldhatatlan. Tömény savakkal viszont reagál, ekkor hidrogén-fluorid fejlődik. Bár a tiszta anyag színtelen, a szennyeződések miatt az ásvány gyakran színes.
Szerkezete A kalcium-fluorid a stroncium-fluoridhoz és a bárium-fluoridhoz hasonlóan köbös fluorit-szerkezetben kristályosodik. Ebben a szerkezetben a kalciumionok nyolcas koordinációs számmal egy kocka középpontjában helyezkednek el, melyek minden csúcsában egy fluoridion található. A fluoridionok pedig négyes koordinációs számmal egy-egy kalciumionok által alkotott tetraéder központjában helyezkednek el. A szerkezet a kalciumionokra nézve lapon centrált köbös rácsnak tekinthető, amelyben a tetraéderes térközöket fluoridionok foglalják el.G. L. Miessler and D. A. Tarr “Inorganic Chemistry” 3rd Ed, Pearson/Prentice Hall publisher, .
Gázfázisban a kalcium-fluorid monomer molekulák szerkezete a várakozásokkal ellentétben nem lineáris, hanem 145°-os szögben hajlított, amely látszólag ellentmond a vegyértékelektronpár-taszítási elméletnek. Ab initio számítások szerint a vegyértékhéj alatti d-elektronpályák hatása felelős a hajlított szerkezet kialakulásáért.
Tulajdonságai Más alkáliföldfém-fluoridokhoz hasonlóan, magasabb hőmérsékleten a kalcium-fluorid is szilárdelektrolitként, más néven szuperionos vezetőként viselkedik. Ez azt jelenti, hogy melegítés során, még mielőtt az anyag elérné az olvadáspontját, a fluoridionok szabályos szerkezete felbomlik, és szabadon tudnak mozogni a kalciumionok által alkotott rácsban, miközben az anyag makroszkopikusan megőrzi szilárd halmazállapotát. A kalcium-fluorid esetén a kritikus hőmérséklet, ahol ez az átalakulás megtörténik körülbelül 1100 °C, vagyis 320 °C-kal az anyag olvadáspontja alatt.
Előállítása Ipari célokra főként a természetben található fluoritot használják. Ezt porítják, így kerül forgalomba.
Mesterségesen is előállítható, ha kalcium-klorid oldathoz ammónium-fluorid- vagy nátrium-fluorid oldatot öntenek, majd az ekkor leváló csapadékot híg sósavval melegítik.
Felhasználása A kalcium-fluoridból fluort, hidrogén-fluoridot és más fluorvegyületeket gyártanak. A kohászatban az ércek olvadáspontjának csökkentésére szolgál, a folypát név is innen ered. Opálüveg és zománcok készítésére is alkalmazzák. Optikai készülékekben is használják, mert az ultraibolya fényt a kalcium-fluorid-kristályok átengedik.
Jegyzetek
Források Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret Nyilasi János: Szervetlen kémia
Kategória:Szervetlen kalciumvegyületek Kategória:Fluoridok