Un hexafluoruro es un compuesto químico con la fórmula general QX n F 6 , QX n F 6 m− o QX n F 6 m + . Muchas moléculas se ajustan a esta fórmula. Un hexafluoruro importante es el ácido hexafluorosilícico (H 2 SiF 6 ), que es un subproducto de la extracción de roca fosfórica . En la industria nuclear , el hexafluoruro de uranio (UF 6 ) es un intermedio importante en la purificación de este elemento.
Cationes hexafluoruro
Existen hexafluoruros catiónicos, pero son más raros que los hexafluoruros neutros o aniónicos. Algunos ejemplos son los cationes hexafluoroclorina (ClF 6 + ) y hexafluorobromina (BrF 6 + ) . [1]
Aniones de hexafluoruro
Muchos elementos forman hexafluoruros aniónicos. Los miembros de interés comercial son el hexafluorofosfato (PF 6 - ) y el hexafluorosilicato (SiF 6 2 - ).
Muchos metales de transición forman aniones hexafluoruro. A menudo, los monoaniones se generan por reducción de los hexafluoruros neutros. Por ejemplo, PtF 6 - surge por reducción de PtF 6 por O 2 . Debido a su naturaleza altamente básica y su resistencia a la oxidación, el ligando de fluoruro estabiliza algunos metales en estados de alta oxidación que de otro modo serían raros, como hexafluorocuprato (IV) , CuF2−
6y hexafluoronickelate (IV) , NiF2−
6.
Hexafluoruros binarios
Se sabe que diecisiete elementos forman hexafluoruros binarios. [ cita requerida ] Nueve de estos elementos son metales de transición , tres son actínidos , cuatro son calcógenos y uno es un gas noble . La mayoría de los hexafluoruros son compuestos moleculares con puntos de fusión y ebullición bajos . Cuatro hexafluoruros (S, Se, Te y W) son gases a temperatura ambiente (25 ° C) y una presión de 1 atm , dos son líquidos (Re, Mo) y los otros son sólidos volátiles. El grupo 6 , el calcógeno y los hexafluoruros de gases nobles son incoloros, pero los otros hexafluoruros tienen colores que van desde el blanco, pasando por el amarillo, naranja, rojo, marrón y gris hasta el negro.
La geometría molecular de los hexafluoruros binarios es generalmente octaédrica , aunque algunos derivados están distorsionados a partir de la simetría O h . Para el grupo principal de hexafluoruros, la distorsión es pronunciada para los derivados de gases nobles de 14 electrones. Las distorsiones en el XeF 6 gaseoso son causadas por su par solitario que no se une , de acuerdo con la teoría VSEPR . En estado sólido, adopta una estructura compleja que involucra tetrámeros y hexámeros. Según los cálculos de la química cuántica , ReF 6 y RuF 6 deberían tener estructuras distorsionadas tetragonalmente (donde los dos enlaces a lo largo de un eje son más largos o más cortos que los otros cuatro), pero esto no se ha verificado experimentalmente. [2]
El estado del hexafluoruro de polonio no está claro: algunos resultados experimentales sugieren que puede haber sido sintetizado, pero no estaba bien caracterizado. El punto de ebullición citado en la tabla siguiente es, por tanto, una predicción. A pesar de esta situación, algunas fuentes lo describen sin comentarios como un compuesto conocido.
Hexafluoruros binarios de los calcógenos
Compuesto | Fórmula | pf (° C) | pb (° C) | subl.p. (° C) | MW | sólido ρ (g cm −3 ) (a pf) [3] | Distancia de enlace ( pm ) | Color |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hexafloruro de azufre | SF 6 | −50,8 | −63,8 | 146.06 | 2,51 (-50 ° C) | 156,4 | incoloro | |
Hexafluoruro de selenio | SeF 6 | −34,6 | −46,6 | 192,95 | 3,27 | 167-170 | incoloro | |
Hexafluoruro de telurio [4] | TeF 6 | −38,9 | −37,6 | 241,59 | 3,76 | 184 | incoloro | |
Hexafluoruro de polonio [5] [6] | PoF 6 | ≈ −40? | 3,76 | 322,99 | incoloro [6] |
Hexafluoruros binarios de gases nobles
Compuesto | Fórmula | pf (° C) | pb (° C) | subl.p. (° C) | MW | sólido ρ (g cm −3 ) | Bono ( pm ) | Color |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hexafluoruro de xenón | XeF 6 | 49,5 | 75,6 | 245,28 | 3,56 | incoloro (sólido) amarillo (gas) |
Hexafluoruros binarios de los metales de transición.
Compuesto | Fórmula | pf (° C) | pb (° C) | subl.p. (° C) | MW | sólido ρ (g cm −3 ) | Bono ( pm ) | Color |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hexafluoruro de molibdeno | MoF 6 | 17,5 | 34,0 | 209,94 | 3,50 (−140 ° C) [2] | 181,7 [2] | incoloro | |
Hexafluoruro de tecnecio | TcF 6 | 37,4 | 55,3 | (212) | 3,58 (−140 ° C) [2] | 181,2 [2] | amarillo | |
Hexafluoruro de rutenio | RuF 6 | 54 | 215.07 | 3,68 (−140 ° C) [2] | 181,8 [2] | marron oscuro | ||
Hexafluoruro de rodio | RhF 6 | ≈ 70 | 216,91 | 3,71 (−140 ° C) [2] | 182,4 [2] | negro | ||
Hexafluoruro de tungsteno | WF 6 | 2.3 | 17.1 | 297,85 | 4,86 (−140 ° C) [2] | 182,6 [2] | incoloro | |
Hexafluoruro de renio | Árbitro 6 | 18,5 | 33,7 | 300,20 | 4,94 (−140 ° C) [2] | 182,3 [2] | amarillo | |
Hexafluoruro de osmio | OsF 6 | 33,4 | 47,5 | 304,22 | 5,09 (−140 ° C) [2] | 182,9 [2] | amarillo | |
Hexafluoruro de iridio | IrF 6 | 44 | 53,6 | 306.21 | 5,11 (−140 ° C) [2] | 183,4 [2] | amarillo | |
Hexafluoruro de platino | PtF 6 | 61,3 | 69,1 | 309.07 | 5,21 (−140 ° C) [2] | 184,8 [2] | color rojo oscuro |
Hexafluoruros binarios de actínidos
Compuesto | Fórmula | pf (° C) | pb (° C) | subl.p. (° C) | MW | sólido ρ (g cm −3 ) | Bono ( pm ) | Color |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hexafluoruro de uranio | UF 6 | 64.052 | 56,5 | 351,99 | 5,09 | 199,6 | incoloro | |
Hexafluoruro de neptunio | NpF 6 | 54,4 | 55.18 | (351) | 198,1 | naranja | ||
Hexafluoruro de plutonio | PuF 6 | 52 | 62 | (358) | 5,08 | 197,1 | marrón |
Propiedades químicas de los hexafluoruros binarios
Los hexafluoruros tienen una amplia gama de reactividad química. El hexafluoruro de azufre es casi inerte y no tóxico debido al impedimento estérico (los seis átomos de flúor están dispuestos tan estrechamente alrededor del átomo de azufre que es extremadamente difícil atacar los enlaces entre los átomos de flúor y azufre). Tiene varias aplicaciones debido a su estabilidad, propiedades dieléctricas y alta densidad. El hexafluoruro de selenio es casi tan poco reactivo como el SF 6 , pero el hexafluoruro de telurio no es muy estable y puede hidrolizarse con agua en 1 día. Además, tanto el hexafluoruro de selenio como el hexafluoruro de telurio son tóxicos, mientras que el hexafluoruro de azufre no es tóxico. Por el contrario, los hexafluoruros metálicos son corrosivos, se hidrolizan fácilmente y pueden reaccionar violentamente con el agua. Algunos de ellos pueden utilizarse como agentes fluorantes . Los hexafluoruros metálicos tienen una alta afinidad electrónica , lo que los convierte en agentes oxidantes fuertes. [7] El hexafluoruro de platino en particular se destaca por su capacidad para oxidar la molécula de dioxígeno , O 2 , para formar hexafluoroplatinato de dioxigenilo , y por ser el primer compuesto que se observó que reaccionaba con el xenón (ver hexafluoroplatinato de xenón ).
Aplicaciones de hexafluoruros binarios
Algunos hexafluoruros metálicos encuentran aplicaciones debido a su volatilidad. El hexafluoruro de uranio se utiliza en el proceso de enriquecimiento de uranio para producir combustible para reactores nucleares . La volatilidad del fluoruro también puede aprovecharse para el reprocesamiento de combustible nuclear . El hexafluoruro de tungsteno se utiliza en la producción de semiconductores mediante el proceso de deposición química de vapor . [8]
Hexafluoruros binarios predichos
Hexafluoruro de radón
Hexafluoruro de radón ( RnF
6), el homólogo más pesado del hexafluoruro de xenón , se ha estudiado teóricamente [9], pero aún no se ha confirmado su síntesis. Es posible que se hayan observado mayores fluoruros de radón en experimentos en los que productos desconocidos que contienen radón se destilan junto con hexafluoruro de xenón , y quizás en la producción de trióxido de radón: estos pueden haber sido RnF 4 , RnF 6 o ambos. [10] Es probable que la dificultad para identificar los fluoruros de radón más altos se deba a que el radón tiene un impedimento cinético para que se oxide más allá del estado divalente. Esto es debido a la fuerte ionicidad de RNF 2 y la alta carga positiva en Rn en RNA + . La separación espacial de las moléculas de RnF 2 puede ser necesaria para identificar claramente los fluoruros de radón más altos, de los cuales se espera que el RnF 4 sea más estable que el RnF 6 debido a la división espín-órbita de la capa de radón 6p (Rn IV tendría un shell 6s2
6p2
1/2configuración). [11]
Otros
Hexafluoruro de criptón ( KrF
6) se ha previsto que sea estable, pero no se ha sintetizado debido a la extrema dificultad de oxidar el criptón más allá de Kr (II). [12] La síntesis de hexafluoruro de americio ( AmF
6) por la fluoración de fluoruro de americio (IV) ( AmF
4) se intentó en 1990, [13] pero no tuvo éxito; También ha habido posibles identificaciones termocromatográficas del mismo y del hexafluoruro de curio (CmF 6 ), pero se debate si son concluyentes. [14] Hexafluoruro de paladio ( PdF
6), el homólogo más ligero del hexafluoruro de platino , se ha calculado que es estable, [15] pero aún no se ha producido; También se ha discutido la posibilidad de hexafluoruros de plata (AgF 6 ) y oro (AuF 6 ). [14] Hexafluoruro de cromo ( CrF
6), el homólogo más ligero de hexafluoruro de molibdeno y hexafluoruro de tungsteno , se informó, pero se ha demostrado que es una identificación errónea del pentafluoruro conocido ( CrF
5). [dieciséis]
Literatura
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Referencias
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