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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Graphitfluorid.svg|250px|C6F6-Elemente in Sesselkonformation mit jeweils axial stehenden Fluoratomen]]
| Andere Namen =
| Summenformel = CFx
| CAS = {{CASRN|51311-17-2}}
| EG-Nummer = 257-131-3
| ECHA-ID = 100.051.920
| PubChem = 6365488
| ChemSpider =
| Beschreibung =
| Molare Masse = 31,01 g·[[mol]]−1 für x=1
| Aggregat =
| Dichte = 
| Schmelzpunkt = 
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| Löslichkeit =
| Quelle GHS-Kz = <ref>{{CL Inventory|ID=70888 |Name=Carbon fluoride |Abruf=2020-05-26}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|07}}
| GHS-Signalwort = Achtung
| H = {{H-Sätze|315|319|335}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|?}}
| Quelle P =
| MAK = 
| ToxDaten = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Maus |Applikationsart=oral |Wert=4000 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="Sigma">{{Sigma-Aldrich|ALDRICH|372455|Name=|Abruf=2011-06-13}}</ref> }}
| Standardbildungsenthalpie = (−178,029·''x'' + 4,519) kJ·mol−1<ref name="Margrave" />
}}

'''Graphitfluorid''', '''CF''x''''' ist eine nicht [[stöchiometrisch]]e, feste Fluorkohlenstoffverbindung, in der ''x'' Werte zwischen 0 und 1,24 annehmen kann.<ref name="Margrave">P. Kamarchik Jr., J. L. Margrave, Poly(carbon monofluoride): A Solid, Layered Fluorocarbon, ''Acc. Chem. Res.'', ''11'', '''1978''', 296. {{DOI|10.1021/ar50128a002}}</ref> In Abhängigkeit vom Fluorgehalt erscheint Graphitfluorid schwarz (''x'' ≤ 0,9), braungrau (0,9 < ''x'' ≤ 1,0) oder creme-weiß (''x'' > 1,0). Graphitfluorid wurde erstmals in den 1930er Jahren von [[Otto Ruff]] und Bretschneider durch Reaktion von [[Aktivkohle]] oder [[Graphit]] mit [[Fluor]] bei erhöhter Temperatur synthetisiert.<ref>O. Ruff, O. Bretschneider, Die Reaktionsprodukte der verschiedenen Kohlenstoffformen mit Fluor II (Kohlenstoff-monofluorid), ''[[Z. anorg. allg. Chem.]]'', 217, '''1934''', 1. {{DOI|10.1002/zaac.19342170102}}</ref>

== Darstellung ==
Graphitfluorid kann durch Reaktion von geordnetem [[Kohlenstoff]], wie z. B. Graphit, aber auch von ungeordneten Substraten nach Wärmebehandlung wie z. B. Pyrolysekoks und selbst Flammruß mit Fluor im Temperaturbereich von 400 bis 700 °C erzeugt werden. Grundsätzlich liefert ein hochgeordnetes Material wie Graphit stets einen höheren Anteil an Graphitfluorid als z. B. ein "graphitierter" Flammruß, bei welchem der Anteil flüchtiger Fluorkohlenstoffe, wie z. B. [[Tetrafluormethan]], CF4 dominiert.<ref name="Nakajima">T. Nakajima., N. Watanabe, ''Graphite Fluorides and Carbon-Fluorine Compounds'', CRC Press, Boca Raton, '''1990'''</ref> Bei höheren Temperaturen (ab 700 °C) werden ausschließlich flüchtige Fluorkohlenstoffverbindungen gebildet.<ref name="Margrave"/><ref name="HoWi">{{Holleman-Wiberg|Auflage=101.|Startseite=?}}</ref>

:<math>n\,\mathrm{C} + \frac{nx}{2}\,\mathrm{F}_2 \longrightarrow (\mathrm{CF}_x)_n</math>

== Struktur ==
Bei der Fluorierung des Graphits bleibt dessen Schichtstruktur grundsätzlich erhalten. Allerdings wird der Abstand der Kohlenstoffschichten je nach Präparationsart und Zusammensetzung des Graphitfluorids durch Ausbildung der tertiären C–F-Einheiten und deren starker elektrostatischer Abstoßung signifikant von 335 [[Picometer|pm]] bei Graphit auf bis zu 580 – 615 pm aufgeweitet. Der Aufbau der Schichten ist allerdings ''turbostratisch'', d. h. aufeinanderliegende Schichten sind zwar parallel, nehmen aber zueinander keine Vorzugsorientierung ein. Die einzelnen C6F6-Elemente der Schichten liegen in einer Sesselkonformation mit jeweils axial stehenden Fluoratomen vor, wie in der obigen Strukturformel abgebildet.<ref name="Margrave" /><ref name="HoWi" />
Im Gegensatz zu Graphitfluorid, das eine Fluorkohlenstoffverbindung mit kovalenten C-F-Bindungen darstellt, können durch Reaktion von Fluor mit z. B. Kohlenstoff bei niedrigen Temperaturen auch verschiedenste Graphit-Fluor-[[Interkalation (Chemie)|Interkalationsverbindung]]en der allgemeinen Zusammensetzung, C''y''F mit ''y'' = 2–10, erzeugt werden.<ref>M. S. Dresselhaus, M. Endo, J.-P. Issi, Physical Properties of Fluorine- and Fluoride-Graphite Intercalation Compounds, in T. Nakajima (Ed.), ''Fluorine-Carbon and Fluoride Carbon Materials'', Marcel Dekker, New York, '''1995''', 95</ref>

== Eigenschaften ==
Im Gegensatz zum [[anisotrop]]en elektrischen Leiter Graphit ist dessen Reaktionsprodukt Graphitfluorid, mit der idealen Stöchiometrie CF, ein [[Nichtleiter|Isolator]]. Bei einem Fluorierungsgrad unterhalb ''x'' = 0,9 leitet Graphitfluorid den elektrischen Strom ebenso wie Graphit. Graphitfluorid ist ein [[superhydrophob]]es Material und zeigt mit Wasser einen Kontaktwinkel von 143°, während Polytetrafluorethylen zum Vergleich einen Kontaktwinkel von 109° liefert<ref name="Nakajima" />. Graphitfluorid mit Stöchiometrien zwischen ''x'' = 0,61 – 1,12 zeigt hervorragende Schmiereigenschaften speziell im hohen Temperaturbereich, die weder von Molybdänsulfid noch von Graphit erreicht werden.<ref name="Margrave" />
Graphitfluorid zersetzt sich bei Temperaturen ab 600 °C im Wesentlichen unter [[Dismutation]] zu Difluorcarben, Tetrafluorethen und Blähgraphit.<ref>N. Watanabe, S. Koyama, H. Imoto, Thermal Decomposition of Graphite Fluoride. I. Decomposition Products of Graphite Fluoride, (CF)n in a Vacuum, ''Bull. Chem. Soc. Jpn.'', ''53'' '''1980''', 2731. {{DOI|10.1246/bcsj.53.2731}}</ref><ref>Gong Chen, Zhongning Shi, Jiangyu Yu, Zhaowen Wang, Junli Xu, Bingliang Gao, Xianwei Hua: Kinetic analysis of the non-isothermal decomposition of carbon monofluoride, ''Thermochim. Acta'', ''589'', '''2014''', 63–69, {{DOI|10.1016/j.tca.2014.05.002}}</ref>

== Verwendung ==
Graphitfluorid wird heute hauptsächlich als kathodischer Depolarisator in der [[Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie]] verwendet.<ref name="Nakajima" /> Es beschleunigt den Ausbrand von [[Bor]] in Festtreibstoffzusammensetzungen durch wirksame Entfernung der Oxidschicht unter Bildung von Kohlenmonoxid und Bortrifluorid.<ref>T.-K. Liu, I.-M. Shyu, Y.-S. Hsia, Effect of Fluorinated Graphite on Combustion of Boron and Boron-Based Fuel-Rich Propellants, ''J. Propul. Power'', ''12'', '''1996''', 26. {{doi|10.2514/3.23986}}</ref> Darüber hinaus ist es ein sehr energiereiches Oxidationsmittel in Infrarot-Täuschkörpern<ref>{{Patent| Land=US| V-Nr=6635130| Code=B2| Titel=Pyrotechnic composition for producing IR-radiation| A-Datum=2003-01-10| V-Datum=2003-10-21| Anmelder=Diehl Munitionssysteme GmbH| Erfinder=Ernst-Christian Koch}}</ref><ref>E.-C. Koch, Metal/Fluorocarbon Pyrolants: VI. Combustion behaviour and Radiation Properties of Magnesium/Poly(carbon Monofluoride) Pyrolant, ''Propellants Explos. Pyrotech.'', ''30'', '''2005''', 209. {{DOI|10.1002/prep.200500007}}</ref> und luftatmenden Antrieben.<ref>{{Patent| Land=US| V-Nr=6736912| Code=B1| Titel=Combustible compositions for air-augmented rocket engines| A-Datum=1977-03-24| V-Datum=2004-05-18| Erfinder=Jerry L. Fields, James D. Martin}}</ref>
Bei der exothermen Reaktion von Graphitfluorid mit Reduktionsmitteln werden unter anderem auch nanostrukturierte Reaktionsprodukte wie z. B. SiC-Fasern<ref>S: Cudzilo, M. Szala, A. Huczko, M. Bystrzejewski, Combustion Reactions of Poly(Carbon Monofluoride), (CF)n, with Different Reductants and Characterization of the Products, ''Propellants Explos. Pyrotech.'', ''32'', '''2007''', 149. {{DOI|10.1002/prep.200700015}}</ref> und Kohlenstoffnanotubes gebildet.<ref>{{Patent| Land=DE| V-Nr=10122750| Code=B4| Titel=Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffallotropen und deren Intercalaten bzw. Endohedralverbindungen| A-Datum=2001-05-10| V-Datum=2008-04-10| Anmelder=Diehl Stiftung & Co KG| Erfinder=Ernst-Christian Koch}}</ref> In heißem [[Sulfolan]] (50 °C) [[Dispersion (Chemie)|dispergiertes]] Graphitfluorid liefert durch Ultraschall-induzierte Exfoliation [[Graphen]]fluorid<ref>Radek Zborˇil, Frantisˇek Karlicky´, Athanasios B. Bourlinos, Theodore A. Steriotis, Athanasios K. Stubos, Vasilios Georgakilas, Klára Sˇafárˇová, Dalibor Jancˇík, Christos Trapalis, and Michal Otyepka, Graphene Fluoride: A Stable Stoichiometric Graphene Derivative and its Chemical Conversion to Graphene, Small, 6: 2885–2891. {{doi|10.1002/smll.201001401}}</ref>.

== Quellen ==
* [[Erwin Riedel]]: ''Anorganische Chemie'', 6. Auflage, de Gruyter, Berlin 2004, S. 516, ISBN 3-11-018168-1.
* {{Holleman-Wiberg|Auflage=101.|Startseite=846}}

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Kohlenstoffverbindung]]
[[Kategorie:Fluorverbindung]]

Graphitfluorid - Versionsgeschichte

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