플루오린화 리튬
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1. 개요
플루오린화 리튬(LiF)은 수산화 리튬 또는 탄산 리튬과 플루오린화 수소를 반응시켜 제조되는 화합물이다. 육불화 인산 리튬을 생성하여 리튬 이온 배터리의 전해질 성분으로 사용되며, 용융된 플루오린화 수소칼륨의 전기 분해를 돕는 용융염으로 활용된다. 또한, 자외선 투과성이 높아 광학 분야에 사용되고, 방사선 검출 및 액체 불화물 원자로의 불화염 혼합물 구성 물질로 사용된다. 유기 발광 다이오드(OLED)에서 전자 주입을 향상시키는 데 사용되며, 자연적으로는 희귀 광물인 그리사이트로 존재한다.
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| 플루오린화 리튬 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
 | |
| |
| |
| IUPAC 이름 | 플루오린화 리튬 |
| CAS 등록번호 | 7789-24-4 |
| UNII | 1485XST65B |
| ChemSpider ID | 23007 |
| PubChem CID | 224478 |
| EINECS 번호 | 232-152-0 |
| RTECS 번호 | OJ6125000 |
| InChI | 1/FH.Li/h1H;/q;+1/p-1 |
| InChIKey | PQXKHYXIUOZZFA-REWHXWOFAG |
| SMILES | [Li+].[F-] |
| 속성 | |
| 화학식 | LiF |
| 몰 질량 | 25.939(2) g/mol |
| 외형 | 흰색 가루 또는 무색의 흡습성 결정 |
| 밀도 | 2.635 g/cm³ |
| 용해도 | 0.127 g/100 mL (18 °C), 0.134 g/100 mL (25 °C) |
| 다른 용매에 대한 용해도 | HF에 용해, 알코올에 불용 |
| 용해도 곱 | 1.84E-3 |
| 녹는점 | 845 °C |
| 끓는점 | 1676 °C |
| 굴절률 | 1.3915 |
| 자기 감수율 | -10.1·10−6 cm³/mol |
| 구조 | |
| 분자 모양 | 선형 |
| 결정 구조 | 면심 입방 구조 |
| 격자 상수 | 403.51 pm |
| 열화학 | |
| 표준 생성 엔탈피 | -616 kJ/mol |
| 엔트로피 | 35.73 J/(mol·K) |
| 열용량 | 1.507 J/(g·K) |
| 위험성 | |
| GHS 신호어 | 위험 |
| NFPA 704 | 건강: 3 화재: 0 반응성: 0 |
| LD50 | 143 mg/kg (경구, 쥐) |
| 관련 화합물 | |
| 다른 음이온 | 염화 리튬 브롬화 리튬 아이오딘화 리튬 아스타틴화 리튬 |
| 다른 양이온 | 플루오린화 나트륨 플루오린화 칼륨 플루오린화 루비듐 플루오린화 세슘 플루오린화 프랑슘 |
2. 제조
수산화 리튬 또는 탄산 리튬과 플루오린화 수소를 반응시켜 플루오린화 리튬(LiF)을 제조한다.[5]
플루오린화 리튬은 넓은 띠 간격 덕분에 다른 어떤 화학 물질보다 짧은 파장의 자외선을 잘 투과시켜 특수 광학 분야에 쓰인다.[7] X선 분광법에서 회절 결정으로 사용되기도 한다. 또한, 열형광 선량계에 사용되어 감마선, 베타 입자, 중성자 등의 전리 방사선 노출을 기록하는 데 활용된다.[8]
3. 응용
플루오린화 리튬은 플리나크(FLiNaK)와 같은 용융염의 주요 성분으로 사용되며, 용융염 원자로 실험에서 냉각재로 사용된 플리베(FLiBe)의 주성분이기도 하다. 고순도 LiF|플루오린화 리튬영어은 액상 플루오린화물 원자로에서 플루오린화물 염 혼합물의 기본 구성 물질로 활용된다.[11]
유기 발광 다이오드(OLED) 및 PLED에서는 전자 주입을 향상시키기 위한 커플링 층으로 널리 사용되며, 이때 LiF 층의 두께는 일반적으로 약 1nm이다.[9]
3. 1. 배터리
플루오린화 수소 및 오염화 인과 반응하여 육불화 인산 리튬(LiPF6)을 생성하는데, 이는 리튬 이온 배터리 전해질의 주요 성분이다.
플루오린화 리튬 자체는 플루오린화 수소를 흡수하여 이불화물 염을 형성하지 않는다.[6]
(수정 사항 없음)
3. 2. 용융염
플루오린은 용융된 플루오린화 수소칼륨의 전기 분해로 생산된다. 이 전기 분해는 전해질에 소량의 플루오린화 리튬(LiF)이 포함되어 있을 때 더 효율적으로 진행되는데, 이는 탄소 전극에 Li-C-F 계면 형성을 촉진하기 때문일 수 있다.[4] 유용한 용융염인 플리나크(FLiNaK)는 플루오린화 리튬(LiF)과 플루오린화 나트륨, 플루오린화 칼륨의 혼합물로 구성된다. 용융염 원자로 실험의 주요 냉각제는 플리베(FLiBe)였으며, 플루오린화 리튬 66 mol%, 플루오린화 베릴륨 33 mol%를 사용했다.
3. 3. 광학
플루오린화 리튬(LiF)은 띠 간격이 넓기 때문에, 다른 어떤 화학 물질보다 짧은 파장의 자외선 전자기파에 대해 투명하다. 따라서 플루오린화 리튬은 진공 자외선 스펙트럼을 위한 특수 광학 분야에 사용된다.[7] (플루오린화 마그네슘도 참조) 플루오린화 리튬은 X선 분광법에서 회절 결정으로도 사용된다.
3. 4. 방사선 검출
플루오린화 리튬은 열형광 선량계에 사용되어 감마선, 베타 입자, 중성자에 의한 전리 방사선 노출을 기록하는 데 사용된다. 이는 간접적으로 리튬-6(n,alpha) 핵반응을 활용한다.[8] 96%로 농축된 LiF|플루오린화 리튬영어 나노 분말은 미세 구조 반도체 중성자 검출기(MSND)의 중성자 반응성 충전재로 사용되었다.[8]
3. 5. 원자로
동위 원소의 리튬-7을 많이 포함하는 플루오린화 리튬은 액상 플루오린화물 원자로에 사용되는 플루오린화물 염 혼합물의 기본적인 구성 물질이다. 전형적으로 플루오린화 리튬과 플루오린화 베릴륨의 혼합물로 기제가 되는 용액을 만들고, 토륨과 우라늄의 플루오린화물을 첨가한다. 플루오린화 리튬은 화학적으로 매우 안정하며, LiF/BeF2 혼합물은 융점이 낮아 원자로용 플루오린화물 염 조합으로 최적의 핵 특성을 얻을 수 있다.[11]
3. 6. 유기 발광 다이오드 (OLED)
플루오린화 리튬은 PLED 및 OLED에서 전자 주입을 향상시키기 위한 커플링 층으로 널리 사용된다. LiF 층의 두께는 일반적으로 약 1 nm이다. LiF의 유전율 (또는 상대 유전율, ε)은 9.0이다.[9]
4. 화학적 성질
물에 약간 녹아 리튬 이온(Li+)과 플루오린화물 이온(F-)으로 전리된다. 밴드갭이 커서 전기 저항이 매우 높다.[11]
5. 자연 발생
참조
[1]
서적
CRC Handbook of Chemistry and Physics
CRC Press
2018-06-18
[2]
웹사이트
Lithium fluoride - Product Specification Sheet
https://www.sigmaald[...]
Merck KGaA
2019-09-01
[3]
웹사이트
Lithium fluoride
https://chem.nlm.nih[...]
NLM
2014-08-10
[4]
서적
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
Wiley-VCH
[5]
논문
Improved High Efficiency Stacked Microstructured Neutron Detectors Backfilled With Nanoparticle 6LiF
2012
[6]
간행물
Fluorine Compounds, Inorganic
[7]
웹사이트
Lithium Fluoride (LiF) Optical Material
http://www.crystran.[...]
2012
[8]
논문
Present status of microstructured semiconductor neutron detectors
2013
[9]
논문
Low-Frequency Dielectric Constant of LiF, NaF, NaCl, NaBr, KCl, and KBr by the Method of Substitution
1970
[10]
웹사이트
Griceite mineral information and data
http://www.mindat.or[...]
2014-01-22
[11]
웹사이트
Crystran Ltd., a manufacturer of infrared and ultraviolet optics
http://www.crystran.[...]
2005-09-15
[12]
웹인용
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https://www.sigmaald[...]
Merck KGaA
2019-09-01
[13]
웹인용
Lithium fluoride
http://chem.sis.nlm.[...]
미국 국립 의학 도서관
2014-08-10
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