فلوريد الكادميوم – CdF2

في الكيمياء يعد مركب فلوريد الكادميوم ذو الصيغة الكيميائية التالية (CdF2) أحد مركبات الكادميوم المعروفة والتي تعد عبارة عن مصدر للكادميوم غير قابل للذوبان في الماء من أجل أن يتم استعماله في التطبيقات الحساسة للأكسجين بشكل عام، مثل عمليات إنتاج المعادن، علما أن لمركبات الفلوريد بشكل عام تطبيقات متنوعة في التقنيات والعلوم الحالية، من تكرير النفط وما يتعلق به إلى الكيمياء العضوية الاصطناعية بالإضافة إلى تصنيع المستحضرات الصيدلانية.

كما وتستخدم بعض الفلوريدات من أجل إنشاء مشط تردد ضوئي جديد للأشعة تحت الحمراء يتكون من ميكروسونات بلورية، وهو تطور قد يؤدي إلى تطورات مستقبلية في التحليل الطيفي الجزيئي، تُستخدم الفلوريدات أيضًا بشكل شائع في صناعة السبائك المعدنية وللترسيب البصري، علما أنه يتوفر مركب فلوريد الكادميوم بشكل عام على الفور في معظم الأحجام.

فلوريد الكادميوم

• إن مركب فلوريد الكادميوم عبارة عن مركب بلوري بنقطة انصهار مقدارها 1110 درجة مئوية، وهو عبارة عن مركب قابل للذوبان في كلا من الماء والأحماض، وهي مادة تستخدم للتطبيقات الإلكترونية والبصرية وكمواد أولية لبلورات الليزر.

• إن مركب فلوريد الكادميوم يحتوي على أيون الكادميوم وأيون الفلوريد، ويمتلك هذا المركب وزن جزيئي مقداره 150.40 غرام لكل مول، كما ويمتلك نقطة الغليان مقدارها 1758 درجة مئوية، ويمتلك كثافة تساوي 6.64، وهو قابل للذوبان في الماء بنسبة 43.5 جم لكل لتر.

• بشكل عام أن مركب فلوريد الكادميوم يظهر على شكل مادة صلبة رمادية اللون، وهي مادة سامة، ويتم تصنيعه من خلال تفاعل الكادميوم مع فلوريد الهيدروجين أو حمض الهيدروفلوريك أو الفلور، ويستخدم فلوريد الكادميوم في الكيمياء العضوية، وكذلك في الطب لعلاج الفلورايد.

هيكل وتركيبة فلوريد الكادميوم الثنائي

• كادميوم (II) فلوريد أو ديفلوريد الكادميوم هو عبارة عن ملح غير عضوي وهو أيضا يعد مصدر مهم للكادميوم ويستخدم أيضًا في صناعة الأدوية، يتكون جزيء فلوريد الكادميوم من كاتيون الكادميوم (Cd +2) وأنيون الفلورايد (F-)، إن شبكة فلوريد الكادميوم متساوية القياس، على شكل مكعب.

تحضير مركب فلوريد الكادميوم

• من الممكن أن يتم العثور على مركب فلوريد الكادميوم في الطبيعة، وفي بعض التكوينات الجيولوجية، ومع ذلك فإنه يتم تحضيره في الغالب من خلال عملية التخليق الكيميائي.

• طريقة التحضير: يتم تحضير مركب فلوريد الكادميوم من خلال عدة طرق مختلفة، علما أن أكثر الطرق استخدامًا في الصناعة الكيميائية هي عندما تفاعل الفلورايد في الغاز أو فلوريد الهيدروجين وملح أو معدن الكادميوم كما في المعادلة الكيميائية التالية:

CdO + 2 HF → CdF2 + H2O

• من الممكن أيضًا أن يتم تحضير مركب فلوريد الكادميوم عن طريق إذابة مادة كربونات الكادميوم في محلول فلوريد الهيدروجين (HF) عن طريق أن يتم إذابة كربونات الكادميوم في محلول حمض الهيدروفلوريك بنسبة 40٪، ثم بعد ذلك تبخير المحلول وتجفيفه في فراغ عند درجة حرارة 150 درجة مئوية.

• طريقة أخرى لتحضيره هي عن طريق خلط محاليل كلوريد الكادميوم وفلوريد الأمونيوم، متبوعًا بعملية التبلور، ثم بعد ذلك يتم ترشيح مركب فلوريد الكادميوم غير القابل للذوبان من المحلول.

• يتم تحضير مركب فلوريد الكادميوم من خلال تفاعل الفلور الغازي أو فلوريد الهيدروجين مع فلز الكادميوم أو أحد أملاحه، مثل الكلوريد أو الأكسيد أو الكبريتات، إذ أنه تتم عملية تحضير مركب فلوريد الكادميوم من خلال التفاعل الذي يحدث بين عنصر الفلور مع كبريتيد الكادميوم، حيث يحدث هذا التفاعل بشكل سريع جدا كما ويعمل على تشكيل فلوريدًا نقيًا تقريبًا عند درجات حرارة أقل بكثير من التفاعلات الأخرى المستخدمة.

خصائص مركب فلوريد الكادميوم

• بالنسبة للخصائص الفيزيائية لمركب فلوريد الكادميوم فهي كما يلي: لونه رمادي إلى أبيض، وهو عبارة عن مادة صلبة بلورية عديمة الرائحة، يمتلك كثافة 6.33 جم لكل مل، نقطة الانصهار 1110 درجة مئوية ونقطة الغليان 1749 درجة مئوية، وهو عبارة عن مركب ضعيف الذوبان في الماء، ولكنه قابل للذوبان في الحمض وغير قابل للذوبان في كلا من الإيثانول والأمونيا.

• الخواص الكيميائية: يتكون مركب فلوريد الكادميوم من الكاتيون (Cd +2)  والذي يعد جزءًا من العنصر المعروف باسم أشباه الفلزات، وهذه لها خصائص بين المعدن (مثل الذهب والحديد والنحاس وغيرها) وغير المعدنية (مثل الكربون والكبريت وغيره)، علما أن أشباه الفلزات هي شبه موصل بسبب خصائصها بين المجموعتين، واللافت للنظر أن مركبات الكادميوم تدرس بسبب قدرتها على أنها أشباه موصلات ولتطبيقها في تكنولوجيا النانو.

• من الممكن أن يتم تحويل مركب فلوريد الكادميوم إلى موصل إلكتروني عند تناوله ببعض العناصر الأرضية النادرة أو عنصر الإيتريوم ثم تتم معالجته باستعمال بخار الكادميوم تحت ظروف درجات حرارة عالية، حيث تخلق هذه العملية بلورات زرقاء ذات معاملات امتصاص متفاوتة اعتمادًا على تركيزات (dopant).

• تشرح آلية مقترحة أن موصلية هذه البلورات من الممكن أن يتم تفسيرها من خلال التفاعل بين ذرات الكادميوم مع أيونات الفلور الخلالية، وهذا يخلق المزيد من جزيئات مركب فلوريد الكادميوم، كما وأنه يقوم بإطلاق إلكترونات تكون مرتبطة بشكل ضعيف بالأيونات ثلاثية التكافؤ مما يؤدي إلى الموصلية من النوع n ومستوى المانحين الهيدروجين.

معلومات تتعلق بتأثير مركب فلوريد الكادميوم على الصحة

• إن مركب فلوريد الكادميوم مثل جميع مركبات الكادميوم سام ويجب أن يتم استخدامه بحذر، من الممكن أن يسبب مركب فلوريد الكادميوم مشاكل صحية محتملة إذا لم يتم التعامل معه بشكل صحيح، حيث من الممكن أن يسبب تهيج كلا من الجلد والعينين، لذلك ينصح باستخدام القفازات والنظارات الواقية.

• تتضمن (MSDS) أو صحيفة بيانات سلامة المواد أيضًا تحذيرات للابتلاع والاستنشاق، وفي ظل الظروف الحمضية ودرجات الحرارة المرتفعة وفي البيئات الرطبة، فإنه من الممكن إطلاق فلوريد الهيدروجين وأبخرة الكادميوم في الهواء، قد يتسبب الاستنشاق في تهيج الجهاز التنفسي وكذلك الاحتقان والفلور وحتى الوذمة الرئوية في الحالات القصوى، علما أنه يحتوي فلوريد الكادميوم أيضًا على نفس المخاطر المحتملة التي يسببها الكادميوم والفلوريد.

• إن مركب فلوريد الكادميوم عبارة عن شديد السمية إذا تم ابتلاعه أو استنشق، ويمكن أن يكون قاتل عندما يكون في أجسادنا، كما يمكن أن يسبب عيوبًا وراثية وسرطانًا كما ويضر بالخصوبة، كما أنها شديدة السمية للحياة المائية والتربة، علما أنه غير قابل للاشتعال.

استخدامات مركب فلوريد الكادميوم

• يستخدم مركب فلوريد الكادميوم في تخليق الجسيمات الشريانية والبحث نظرًا لقدرته على اعتباره أشباه موصلات، وعلاوة على ذلك، فإنه عند الدمج مع عناصر أخرى مثل العناصر الأرضية، فإنه يمكن أن تتحول إلى موصل إلكتروني، كما أنها تستخدم في الكيمياء العضوية لأداء التوليف.

• يستخدم مركب فلوريد الكادميوم في الفوسفور والزجاج وضوابط المفاعلات النووية، كما أنها تستخدم في مواد التشحيم عالية الحرارة وبدء بلورات الليزر، ويتم استخدامه في بروتوكولات العلاج الطبي المحدودة، بالإضافة إلى ذلك فإنه يمكن استخدامه في الكيمياء العضوية التركيبية.