Tetrafluoruro di cromo

Tetrafluoruro di cromo
Cella unitaria dell'α-tetrafluoruro di cromo
Nome IUPAC
tetrafluoruro di cromo, fluoruro di cromo(IV)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	CrF₄
Massa molecolare (u)	127,990
Aspetto	solido viola^[1]
Numero CAS	10049-11-3
PubChem	57346073 e 14468753
SMILES	`[F-].[F-].[F-].[F-].[Cr+4]`
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm³, in c.s.)	2,89^[2]
Temperatura di fusione	277 °C (550 K)^[2]
Indicazioni di sicurezza
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Il tetrafluoruro di cromo o fluoruro di cromo(IV) è il composto binario con formula CrF₄, nel quale il cromo ha lo stato di ossidazione piuttosto inusuale di +4. In condizioni normali è un solido di colore viola quando perfettamente puro, mentre i campioni ottenuti da diverse sintesi possono essere di colorazione varia (verde-nero, marrone) per la presenza di impurezze.^[1] Sono note due forme cristalline denominate α-CrF₄ e β-CrF₄.^[1]^[3]

Struttura

La forma α-CrF₄ cristallizza nel sistema tetragonale, gruppo spaziale P4₂/mnm, con costanti di reticolo a = 829,6 pm e c = 373,7 pm, quattro unità di formula per cella elementare, con simmetria D_4h. La struttura è formata da coppie di ottaedri CrF₆ uniti lungo un lato, collegate in modo da formare colonne.^[1]^[4]

La forma β-CrF₄ cristallizza nel sistema monoclino, gruppo spaziale C/2c, con costanti di reticolo a = 1457,0 pm, b = 972,0 pm e c = 719,0 pm, β = 102,68°, 16 unità di formula per cella elementare. La struttura è formata da cicli di quattro ottaedri CrF₆ uniti tramite vertici F, a loro volta collegati in modo da formare colonne.^[1]^[5]

Allo stato gassoso CrF₄ forma molecole tetraedriche isolate; la distanza Cr-F è di 170,6 pm.^[1]^[6]

Sintesi

Il tetrafluoruro di cromo fu ottenuto per la prima volta nel 1941 da Hans von Wartenberg riscaldando cromo, tricloruro di cromo o trifluoruro di cromo a 350-500 °C in una corrente di fluoro.^[7]^[8] In questo modo si ottiene la forma α-CrF₄:^[3]

${\ce {Cr + 2 F2 -> CrF4}}$

${\ce {2 CrCl3 + 4 F2 -> 2 CrF4 + 3 Cl2}}$

${\ce {2 CrF3 + F2 -> 2 CrF4}}$

La forma β-CrF₄ si ottiene per lenta decomposizione termica di CrF₅ (130 °C, durata 5 mesi):^[3]^[5]

${\ce {2 CrF5 -> 2 CrF4 + F2}}$

Proprietà e reattività

Il tetrafluoruro di cromo risulta essere un solido poco reattivo,^[9]^[10] tuttavia viene idrolizzato dall'acqua e con fluoruri può formare le specie CrF−5, CrF2−6 e CrF3−7.^[3]

Note

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Housecroft e Sharpe 2008
^ ^a ^b Haynes 2015
^ ^a ^b ^c ^d Holleman e Wiberg 2007
^ Krämer e Müller 1995
^ ^a ^b Benkič et al. 2002
^ Hedberg et al. 1988
^ Wartenberg 1941
^ Wartenberg 1942
^ Clark e Sadana 1964
^ Greenwood e Earnshaw 1997

Bibliografia

(EN) P. Benkič, Z. Mazej e B. Žemva, <1398::AID-ANIE1398>3.0.CO;2-H A New Crystal Modification of Chromium Tetrafluoride: β-CrF₄, in Angew. Chem. Int. Ed., vol. 41, n. 8, 2002, pp. 1398-1399, DOI:10.1002/1521-3773(20020415)41:8<1398::AID-ANIE1398>3.0.CO;2-H.
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(EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
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(EN) C. E. Housecroft e A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 5ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2018, ISBN 978-1-292-13414-7.
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