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氟化亞錫

化合物

氟化亞錫，又稱二氟化錫[1][2]是一種無機化合物，化學式 SnF2。它是一種無色固體，是牙膏的添加劑之一。

氟化亞錫
IUPAC名
Tin(II) fluoride
別名 二氟化錫
識別
CAS號 7783-47-3  checkY
PubChem 24550
SMILES
 
  • F[Sn]F
InChI
 
  • 1S/2FH.Sn/h2*1H;/q;;+2/p-2
UN編號 3288
RTECS XQ3450000
性質
化學式 SnF2
摩爾質量 156.69 g/mol g·mol⁻¹
外觀 無色固體
密度 4.57 g/cm3
熔點 213 °C（486 K）
沸點 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 可溶於KOH，KF；
在乙醇，乙醚，氯仿中的溶解度可忽略不計
結構
晶體結構 單斜, mS48
空間群 C2/c, No. 15
藥理學
ATC代碼 A01AA04（A01）
危險性
NFPA 704
0
2
0
 
閃點 不可燃
相關物質
其他陰離子 二氯化錫
二溴化錫
碘化亞錫
其他陽離子 四氟化鍺
四氟化錫
氟化鉛
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

防止蛀牙

氟化亞錫的引入是來替代氟化鈉的，以防止蛀牙。為此，約瑟夫·穆勒（Joseph Muhler）和威廉·尼伯格（William Nebergall）對此進行了介紹。 為了表彰他們的創新，這兩個人被入選到發明家名人堂。 [1]

氟化亞錫將含鈣礦物質磷灰石轉換為氟磷灰石，這使牙釉質對細菌產生的酸攻擊更具抵抗力。 [3]而且隨着時間的流逝，氟化鈉會和鈣反應形成氟化鈣，幾乎完全不溶，因此對牙齒保護無效。氟化亞錫不會那樣，是一種更穩定的成分，因此在長期保存後仍能有效增強牙釉質。[4] 氟化亞錫已被證明與氟化鈉一樣，能有效減少齲齒的發生 [5] 並控制牙齦炎。[6]

製備

SnF2 可以通過蒸發SnO和40％的HF化合而成。[7]

SnO + 2 HF → SnF2 + H2O

水溶液

氟化亞錫可溶於水，並會水解。在低濃度下，它會形成 SnOH+, Sn(OH)2 和 Sn(OH)3−。 在高濃度下，它會形成多核離子，包括 Sn2(OH)22+ 和 Sn3(OH)42+。[8] 水溶液容易氧化形成不溶性的SnIV沉澱物，不能有效地預防牙齒疾病。 [9] 使用穆斯堡爾譜學對冷凍樣品進行的氧化研究表明，O2是其中的氧化性物質。 [10]

路易斯酸性

SnF2 是一種路易斯酸。舉個例子，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]

在含氟離子的溶液里， 它形成氟離子配合物 SnF3−、Sn2F5− 和 SnF2(OH2)（和水的配合物）。[13] 從含有NaF的水溶液中結晶，得到含有多核陰離子的化合物如：NaSn2F5或Na4Sn3F10，而沒有NaSnF3。 [7] NaSnF3含有 SnF3− 陰離子，可以在吡啶水溶液生成。[14] 其它含有 SnF3− 陰離子的化合物如： Ca(SnF3)2也被發現了。[15]

還原性

SnF2 是還原劑，它的還原電位 Eo(SnIV/ SnII) = +0.15 V 。[16] 它的 HF 溶液會被氧化劑(如 O2、SO2 或 F2)氧化 ，形成中間價態化合物如： Sn3F8 (含有 SnII 和 SnIV ，並且沒有 Sn–Sn 鍵)。[7]

結構

單斜晶形式包含四聚體Sn4F8，其中Sn原子有兩個不同的配位環境。 在每種情況下，都有三個最近的鄰近原子，其中Sn是在一個四面體的頂點，而孤對的電子在空間上是活躍的。 [17] 其它氟化亞錫已報告的結構如GeF2和黃碲礦的結構。[17]

分子型 SnF2

在氣態， SnF2 形成單體，二聚體和三聚體。[13] SnF2 單體是一種非線性分子， Sn−F 鍵的鍵長是 206 pm。[13] 據報道，SnF2的聚合物（有時也稱為聚二氟化錫）與炔烴和芳香族化合物在12 K下沉積在氬氣基質中的配合物已被發現。 [18][19]

安全性

SnF2 吸入或與眼睛接觸會引起發紅和刺激。 攝入到急性水平（超過2 mg/m3）時，會引起腹痛和休克。 [20] 罕見但嚴重的過敏反應是可能的（症狀包括瘙癢，腫脹和呼吸困難）。當用於牙科產品時，也可能會出現輕度的牙齒變色（英語：tooth discoloration），可以通過刷牙清除。 [21]

參考資料

  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]. （原始內容存檔於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
  10. ^ Denes G; Lazanas G.; Lazanas. Oxidation of SnF2 stannous fluoride in aqueous solutions. Hyperfine Interactions. 1994, 90 (1): 435–439. Bibcode:1994HyInt..90..435D. doi:10.1007/BF02069152. 
  11. ^ Chung Chun Hsu & R. A. Geanangel. Synthesis and studies of trimethylamine adducts with tin(II) halides. Inorg. Chem. 1977, 16 (1): 2529–2534. doi:10.1021/ic50176a022. 
  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.
  14. ^ Salami T. O., Zavalij P. Y. and Oliver S. R. J. Synthesis and crystal structure of two tin fluoride materials: NaSnF3 (BING-12) and Sn3F3PO4. Journal of Solid State Chemistry. 2004, 177 (3): 800–805. Bibcode:2004JSSCh.177..800S. doi:10.1016/j.jssc.2003.09.013. 
  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]. （原始內容存檔於2017-12-12）. 
  21. ^ Stannous Fluoride-Dental. WebMD. [March 11, 2014]. （原始內容存檔於2014-07-24）. 
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