Pentafluoruro di bismuto

Pentafluoruro di bismuto
Modello a sfere e bastoncini delle catene di pentafluoruro di bismuto nel solido cristallino
Modello a sfere e bastoncini delle catene di pentafluoruro di bismuto nel solido cristallino
Modello CPK delle catene di pentafluoruro di bismuto nel solido cristallino
Modello CPK delle catene di pentafluoruro di bismuto nel solido cristallino
Nome IUPAC
pentafluoruro di bismuto
Nomi alternativi
fluoruro di bismuto(V)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareBiF5
Massa molecolare (u)303,97
Aspettosolido cristallino bianco
Numero CAS7787-62-4
Numero EINECS232-125-3
PubChem123260
SMILES
[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[BiH3+3] e [F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[Bi+5]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)5,40
Solubilità in acquareazione violenta
Temperatura di fusione154,4 °C (427,6 K)[1]
Temperatura di ebollizione230 °C (503 K)[1]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
comburente corrosivo
Frasi H272, 314
Consigli P220, 280, 305+351+338, 310
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Il pentafluoruro di bismuto è il composto inorganico di formula BiF5. In condizioni normali è un solido cristallino bianco inodore. In questo composto il bismuto è nello stato di ossidazione +5. È un forte ossidante e un fluorurante molto energico, ma non è di uso comune.

Storia

Dopo alcuni tentativi infruttuosi di sintesi in soluzione acquosa,[2] BiF5 fu descritto per la prima volta nel 1940 da Hans von Wartenberg (1880–1960).[3]

Caratteristiche strutturali e fisiche

Allo stato solido BiF5 ha una struttura polimerica, formata da catene lineari di ottaedri BiF6 connessi tramite i leganti F in posizione trans.[1][4] Una struttura analoga è presente in α-UF5. Il trifluoruro di bismuto, BiF3, è invece un composto ionico con una struttura tipo YF3.[1]


Catene (BiF5)∞
Impaccamento delle catene

Sintesi

BiF5 si può preparare facendo reagire trifluoruro di bismuto e fluoro a 500 °C:[2]

BiF3 + F2 → BiF5

In alternativa come agente fluorurante si può usare trifluoruro di cloro a 350 °C:[5]

BiF3 + ClF3 → BiF5 + ClF

Reattività

BiF5 è il più reattivo dei pentafluoruri degli elementi del gruppo 15. È un forte ossidante e un fluorurante molto energico. Reagisce violentemente con l'acqua formando ozono e difluoruro di ossigeno. A temperatura ambiente reagisce violentemente anche con iodio e zolfo. A temperature maggiori di 50 °C fluorura gli idrocarburi trasformandoli in fluorocarburi. A 150 °C ossida UF4 a UF6. A 180 °C fluorura Br2 a BrF3 e BrF5, e Cl2 a ClF.[1]

BiF5 reagisce inoltre con i fluoruri dei metalli alcalini, MF, per formare esafluorobismutati, M[BiF6], che contengono l'anione [BiF6]−,[6] ed eptafluorobismutati, M2[BiF7], che contengono l'anione [BiF7]2−. Quest'ultimo ha la struttura di bipiramide a base pentagonale.[7]

Indicazioni di sicurezza

BiF5 è disponibile in commercio. È un composto molto reattivo e pericoloso che provoca ustioni a pelle, mucose e occhi. Come comburente può aggravare un incendio. Reagisce violentemente con l'acqua. Non ci sono dati che indichino proprietà cancerogene. Non ci sono dati sulla ecotossicità.[8]

Note

  1. ^ a b c d e Greenwood e Earnshaw (1997)
  2. ^ a b Fischer e Rudzitis 1959
  3. ^ von Wartenberg 1940
  4. ^ Hebecker 1971
  5. ^ Popov et al. 1989
  6. ^ Holleman e Wiberg 2001
  7. ^ Housecroft e Sharpe 2008
  8. ^ Sigma Aldrich, scheda di dati di sicurezza del pentafluoruro di bismuto

Bibliografia

  • J. Fischer e E. Rudzitis, Preparation, Properties and Reactions of Bismuth Pentafluoride, in J. Am. Chem. Soc., vol. 81, n. 24, 1959, pp. 6375–6377, DOI:10.1021/ja01533a009. URL consultato il 20 febbraio 2012.
  • N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
  • C. Hebecker, Zur Kristallstruktur von Wismutpentafluorid, in Z. anorg. allg. Chem., vol. 384, n. 2, 1971, pp. 111–114.
  • A. F. Holleman e E. Wiberg, Inorganic chemistry, San Diego, Academic Press, 2001, ISBN 0-12-352651-5.
  • C. E. Housecroft e A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 3ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6.
  • A. I. Popov, A. V. Scharabarin, V. F. Sukhoverkhov, N. A. Tchumaevsky, Synthesis and properties of pentavalent antimony and bismuth fluorides, in Z. anorg. allg. Chem., vol. 576, n. 1, 1989, pp. 242–254, DOI:10.1002/zaac.19895760128. URL consultato il 20 febbraio 2012.
  • H. von Wartenberg, Über einige höhere Fluoride (PbF4, CeF4, BiF5), in Z. anorg. allg. Chem., vol. 244, n. 4, 1940, pp. 337–347, DOI:10.1002/zaac.19402440401. URL consultato il 20 febbraio 2012.

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