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氟化亚锡

化合物

氟化亚锡，又称二氟化锡[1][2]是一种无机化合物，化学式 SnF2。它是一种无色固体，是牙膏的添加剂之一。

氟化亚锡
IUPAC名
Tin(II) fluoride
别名 二氟化锡
识别
CAS号 7783-47-3  checkY
PubChem 24550
SMILES
 
  • F[Sn]F
InChI
 
  • 1S/2FH.Sn/h2*1H;/q;;+2/p-2
UN编号 3288
RTECS XQ3450000
性质
化学式 SnF2
摩尔质量 156.69 g/mol g·mol⁻¹
外观 无色固体
密度 4.57 g/cm3
熔点 213 °C（486 K）
沸点 850 °C（1123 K）
溶解性（水） 31 g/100 mL (0 °C);
35 g/100 mL (20 °C);
78.5 g.100 mL (106 °C)
溶解性 可溶于KOH，KF；
在乙醇，乙醚，氯仿中的溶解度可忽略不计
结构
晶体结构 单斜, mS48
空间群 C2/c, No. 15
药理学
ATC代码 A01AA04（A01）
危险性
NFPA 704
0
2
0
 
闪点 不可燃
相关物质
其他阴离子 二氯化锡
二溴化锡
碘化亚锡
其他阳离子 四氟化锗
四氟化锡
氟化铅
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

防止蛀牙

氟化亚锡的引入是来替代氟化钠的，以防止蛀牙。为此，约瑟夫·穆勒（Joseph Muhler）和威廉·尼伯格（William Nebergall）对此进行了介绍。 为了表彰他们的创新，这两个人被入选到发明家名人堂。 [1]

氟化亚锡将含钙矿物质磷灰石转换为氟磷灰石，这使牙釉质对细菌产生的酸攻击更具抵抗力。 [3]而且随着时间的流逝，氟化钠会和钙反应形成氟化钙，几乎完全不溶，因此对牙齿保护无效。氟化亚锡不会那样，是一种更稳定的成分，因此在长期保存后仍能有效增强牙釉质。[4] 氟化亚锡已被证明与氟化钠一样，能有效减少龋齿的发生 [5] 并控制牙龈炎。[6]

制备

SnF2 可以通过蒸发SnO和40％的HF化合而成。[7]

SnO + 2 HF → SnF2 + H2O

水溶液

氟化亚锡可溶于水，并会水解。在低浓度下，它会形成 SnOH+, Sn(OH)2 和 Sn(OH)3−。 在高浓度下，它会形成多核离子，包括 Sn2(OH)22+ 和 Sn3(OH)42+。[8] 水溶液容易氧化形成不溶性的SnIV沉淀物，不能有效地预防牙齿疾病。 [9] 使用穆斯堡尔谱学对冷冻样品进行的氧化研究表明，O2是其中的氧化性物质。 [10]

路易斯酸性

SnF2 是一种路易斯酸。举个例子，它可以形成 1:1 (CH3)3NSnF2 和 2:1 的三甲胺加合物 [(CH3)3N]2SnF2 ，[11] 也可以 1:1 和DMSO加合 ，形成 (CH3)2SO·SnF2。[12]

在含氟离子的溶液里， 它形成氟离子配合物 SnF3−、Sn2F5− 和 SnF2(OH2)（和水的配合物）。[13] 从含有NaF的水溶液中结晶，得到含有多核阴离子的化合物如：NaSn2F5或Na4Sn3F10，而没有NaSnF3。 [7] NaSnF3含有 SnF3− 阴离子，可以在吡啶水溶液生成。[14] 其它含有 SnF3− 阴离子的化合物如： Ca(SnF3)2也被发现了。[15]

还原性

SnF2 是还原剂，它的还原电位 Eo(SnIV/ SnII) = +0.15 V 。[16] 它的 HF 溶液会被氧化剂(如 O2、SO2 或 F2)氧化 ，形成中间价态化合物如： Sn3F8 (含有 SnII 和 SnIV ，并且没有 Sn–Sn 键)。[7]

结构

单斜晶形式包含四聚体Sn4F8，其中Sn原子有两个不同的配位环境。 在每种情况下，都有三个最近的邻近原子，其中Sn是在一个四面体的顶点，而孤对的电子在空间上是活跃的。 [17] 其它氟化亚锡已报告的结构如GeF2和黄碲矿的结构。[17]

分子型 SnF2

在气态， SnF2 形成单体，二聚体和三聚体。[13] SnF2 单体是一种非线性分子， Sn−F 键的键长是 206 pm。[13] 据报道，SnF2的聚合物（有时也称为聚二氟化锡）与炔烃和芳香族化合物在12 K下沉积在氩气基质中的配合物已被发现。 [18][19]

安全性

SnF2 吸入或与眼睛接触会引起发红和刺激。 摄入到急性水平（超过2 mg/m3）时，会引起腹痛和休克。 [20] 罕见但严重的过敏反应是可能的（症状包括瘙痒，肿胀和呼吸困难）。当用于牙科产品时，也可能会出现轻度的牙齿变色（英语：tooth discoloration），可以通过刷牙清除。 [21]

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 National Inventors Hall of Fame Announces 2019 Inductees at CES. National Inventors Hall of Fame. [6 February 2019]. 
  2. ^ Latin Names Variable Charge Metals. Nobel.SCAS.BCIT.ca/. British Columbia Institute of Technology Chemistry Department. [16 June 2013]. （原始内容存档于2020-07-22）. 
  3. ^ Groeneveld, A.; Purdell-Lewis, D. J.; Arends, J. Remineralization of artificial caries lesions by stannous fluoride. Caries Research. 1976, 10 (3): 189–200. ISSN 0008-6568. PMID 1063601. doi:10.1159/000260201. 
  4. ^ Hattab, F. The State of Fluorides in Toothpastes.. Journal of Dentistry. April 1989, 17 (2): 47–54. PMID 2732364. doi:10.1016/0300-5712(89)90129-2. 
  5. ^ Nevitt GA, Witter DH, Bowman WD. Topical applications of sodium fluoride and stannous fluoride. Public Health Rep. September 1958, 73 (9): 847–50. JSTOR 4590256. PMC 1951625  . PMID 13579125. doi:10.2307/4590256. 
  6. ^ Perlich, MA; Bacca, LA; Bollmer, BW; Lanzalaco, AC; McClanahan, SF; Sewak, LK; Beiswanger, BB; Eichold, WA; et al. The clinical effect of a stabilized stannous fluoride dentifrice on plaque formation, gingivitis and gingival bleeding: a six-month study. The Journal of Clinical Dentistry. 1995, 6 (Special Issue): 54–58. PMID 8593194. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4. 
  8. ^ Séby F., Potin-Gautier M., Giffaut E., Donard O. F. X.; Potin-Gautier; Giffaut; Donard. A critical review of thermodynamic data for inorganic tin species. Geochimica et Cosmochimica Acta. 2001, 65 (18): 3041–3053. Bibcode:2001GeCoA..65.3041S. doi:10.1016/S0016-7037(01)00645-7. 
  9. ^ David B. Troy, 2005, Remington: The Science and Practice of Pharmacy, Lippincott Williams & Wilkins, ISBN 0-7817-4673-6, ISBN 978-0-7817-4673-1
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  12. ^ Chung Chun Hsu & R. A. Geanangel. Donor and acceptor behavior of divalent tin compounds. Inorg. Chem. 1980, 19 (1): 110–119. doi:10.1021/ic50203a024. 
  13. ^ 13.0 13.1 13.2 Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman (2001) Inorganic Chemistry, Elsevier ISBN 0-12-352651-5.
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  15. ^ Kokunov Y. V.; Detkov D. G.; Gorbunova Yu. E.; Ershova M. M.; Mikhailov Yu. N. Synthesis and Crystal Structure of Calcium Trifluorostannate(II). Doklady Chemistry. 2001, 376 (4–6): 52–54. doi:10.1023/A:1018855109716. 
  16. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. Inorganic Chemistry 2nd. Prentice Hall. 2004. ISBN 978-0130399137. 
  17. ^ 17.0 17.1 Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
  18. ^ S. E. Boganov, V. I. Faustov, M. P. Egorov and O. M. Nefedov. Matrix IR spectra and quantum chemical studies of the reaction between difluorostannylene and hept-1-yne. The first direct observation of a carbene analog π-complex with alkyne. Russian Chemical Bulletin. 1994, 43 (1): 47–49. doi:10.1007/BF00699133. 
  19. ^ S. E. Boganov, M. P. Egorov and O. M. Nefedov. Study of complexation between difluorostannylene and aromatics by matrix IR spectroscopy. Russian Chemical Bulletin. 1999, 48 (1): 98–103. doi:10.1007/BF02494408. 
  20. ^ Stannous fluoride (ICSC: 0860). CDC: International Chemical Safety Cards. [March 11, 2014]. （原始内容存档于2017-12-12）. 
  21. ^ Stannous Fluoride-Dental. WebMD. [March 11, 2014]. （原始内容存档于2014-07-24）. 
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