フッ化カルシウム

フッ化カルシウム
別称 弗化カルシウム
識別情報
CAS登録番号	7789-75-5
PubChem	24617
ChemSpider	23019
UNII	O3B55K4YKI
EC番号	232-188-7
ChEBI	CHEBI:35437
RTECS番号	EW1760000
SMILES [Ca+2].[F-].[F-]
InChI InChI=1S/Ca.2FH/h;2*1H/q+2;;/p-2  Key: WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L  InChI=1/Ca.2FH/h;2*1H/q+2;;/p-2 Key: WUKWITHWXAAZEY-NUQVWONBAZ
特性
化学式	CaF2
モル質量	78.07 g mol−1
精密質量	77.959398
外観	白色の結晶粉末 (単結晶は透明）
密度	3.18 g/cm3
融点	1418 °C, 1691 K, 2584 °F
沸点	2533 °C, 2806 K, 4591 °F
水への溶解度	0.0015 g/100 mL (18 °C) 0.0016 g/100 mL (20 °C)
溶解度平衡 Ksp	3.9 × 10−11 [1]
溶解度	アセトンに不溶。酸に難溶。
屈折率 (nD)	1.4338
構造
結晶構造	蛍石型, cF12[2]
空間群	Fm3m, #225
配位構造	Ca, 8, cubic F, 4, 四面体形
危険性
EU Index	未収
主な危険性	濃硫酸と反応してフッ化水素酸(フッ酸)を生じる
NFPA 704	0 0 0
Rフレーズ	R20, R22, R36, R37, R38
Sフレーズ	S26, S36
引火点	不燃
半数致死量 LD50	4250 mg/kg (経口、ラット)
関連する物質
その他の陰イオン	塩化カルシウム 臭化カルシウム ヨウ化バリウム
その他の陽イオン	フッ化ベリリウム フッ化マグネシウム フッ化ストロンチウム フッ化バリウム
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

フッ化カルシウム (フッかカルシウム、calcium fluoride) はカルシウムとフッ素からなる無機化合物で、組成式 CaF₂、白色のイオン結晶。天然では蛍石として産出し、フッ素化合物の原料となる。

性質

水、アセトンに不溶。酸への溶解性は低い。

${\displaystyle {\ce {CaF2\ + H2SO4 -> CaSO4\ + 2HF}}}$

製造

天然のフッ化カルシウムである蛍石は比較的豊富に存在するが、不純物を含む問題がある。高純度で品位の安定したフッ化カルシウムは、炭酸カルシウムにフッ化水素酸（フッ酸）を反応させる方法で作られる^[3]。

${\displaystyle {\ce {CaCO3\ + 2HF -> CaF2\ + CO2\ + H2O}}}$

岩谷産業と上田石灰製造は、造粒した炭酸カルシウムに気体のフッ化水素を反応させる方法で蛍石の人工合成に成功し、工業化を進めている^[4][5]。

利用

蛍石は、フッ素化合物の原料として重要であるほか、古くから製鉄などにおいて融剤として用いられてきた。現在では光学レンズの原料として、望遠鏡や写真レンズ（特に望遠）などで、高性能化のための特殊材料としてキーパーツとなっている。他に、セラミックスのフィラーとしても使われる。

高純度のフッ化カルシウム結晶は、紫外線から可視光線、赤外線まで幅広い波長の光（130nm～8μm）を透過することから、光学材料としてレンズや窓板等、多様な用途に使用されている。また、色分散が小さく、さらに一般的な光学ガラスと傾向が違う（異常部分分散）という特性を持つため、これを組み合わせてレンズを作ると色収差が非常に小さい、すなわち広い波長域にわたって焦点距離の差のない極めて安定した光学性能が得られる（蛍石レンズ）。

脚注

1. ^ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
2. ^ X-ray Diffraction Investigations of CaF₂ at High Pressure, L. Gerward, J. S. Olsen, S. Steenstrup, M. Malinowski, S. Åsbrink and A. Waskowska, Journal of Applied Crystallography (1992), 25, 578-581 doi:10.1107/S0021889892004096
3. ^ Aigueperse, Jean; Paul Mollard, Didier Devilliers, Marius Chemla, Robert Faron, Renée Romano, Jean Pierre Cuer (2005), “Fluorine Compounds, Inorganic”, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a11_307 
4. ^ 化学工業日報、「フッ化カルシウム　岩谷産業、初の合成技術」、『化学工業日報』2014年10月15日p1、東京、化学工業日報社
5. ^ 世界中のカメラレンズが安くなる? 岩谷産業、世界初の蛍石人工合成技術を確立、ASCII.jp、2014年10月15日、同年10月17日閲覧

関連項目

• フッ化マグネシウム
• 塩化カルシウム