El fluoruro de mercurio (IV) , HgF 4 , es el primer compuesto de mercurio que se reporta con mercurio en el estado de oxidación +4 . El mercurio, al igual que los otros elementos del grupo 12 ( cadmio y zinc ), tiene una configuración electrónica s 2 d 10 y generalmente solo forma enlaces que involucran su orbital 6s. Esto significa que el estado de oxidación más alto que alcanza normalmente el mercurio es +2 y, por esta razón, generalmente se considera un metal de postransición en lugar de un metal de transición . HgF 4se informó por primera vez a partir de experimentos en 2007, pero su existencia sigue siendo controvertida; los experimentos realizados en 2008 no pudieron replicar el compuesto. [1]
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Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
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Propiedades | |
HgF 4 | |
Masa molar | 276,58 g / mol |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
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Referencias de Infobox | |
Historia
La especulación sobre estados de oxidación más altos para el mercurio había existido desde la década de 1970, y los cálculos teóricos en la década de 1990 predijeron que debería ser estable en la fase gaseosa, con una geometría cuadrada-plana consistente con una configuración formal d 8 . Sin embargo, la prueba experimental permaneció esquivo hasta 2007, cuando HGF 4 se preparó primero usando sólido de neón y argón para el aislamiento de la matriz a una temperatura de 4 K . El compuesto se detectó mediante espectroscopia de infrarrojos . [2] [3] El análisis de la teoría funcional de la densidad y los cálculos de conglomerados acoplados mostraron que los orbitales d están involucrados en la unión, lo que lleva a la sugerencia de que el mercurio debería considerarse un metal de transición después de todo. [4] Sin embargo, W. B. Jensen ha impugnado esa conclusión con el argumento de que el HgF 4 sólo existe en condiciones de no equilibrio muy atípicas y es mejor considerarlo como una excepción. [5]
Explicación
Los estudios teóricos sugieren que el mercurio es único entre los elementos naturales del grupo 12 en la formación de un tetrafluoruro , y atribuyen esta observación a efectos relativistas . Según los cálculos, los tetrafluoruros de los elementos "menos relativistas" cadmio y zinc son inestables y eliminan una molécula de flúor, F 2 , para formar el complejo de difluoruro metálico. Por otro lado, se predice que el tetrafluoruro del elemento sintético 112 "más relativista", el copernicio , será más estable. [6] Sin embargo, estudios teóricos más recientes arrojan dudas sobre la posible existencia de mercurio (IV) e incluso de fluoruro de copernicio (IV). [7]
Síntesis y propiedades
El HgF 4 se produce por la reacción del mercurio elemental con el flúor :
- Hg + 2 F 2 → HgF 4
El HgF 4 solo es estable en aislamiento de matriz a 4 K (-269 ° C); al calentarse, o si las moléculas de HgF 4 se tocan entre sí, se descompone en fluoruro de mercurio (II) y flúor:
- HgF 4 → HgF 2 + F 2
El HgF 4 es una molécula plana cuadrada diamagnética . El átomo de mercurio tiene una configuración electrónica formal 6s 2 5d 8 6p 6 y, como tal, obedece la regla del octeto pero no la regla de los 18 electrones . HgF 4 es isoelectrónico con el anión tetrafluoroaurato , AuF-
4, y es de valencia isoelectrónica con el tetracloroaurato ( AuCl-
4), tetrabromoaurato ( AuBr-
4) y tetracloroplatinato ( PtCl2−
4) aniones.
Referencias
- ^ ¿Es el mercurio un metal de transición? Archivado el 12 de octubre de 2016 en la Wayback Machine.
- ^ "Estados de alta oxidación: tetrafluoruro de mercurio sintetizado" .
- ^ "Especies esquivas de Hg (IV) se han sintetizado en condiciones criogénicas" . 2007-10-12.
- ^ Wang, Xuefang; Andrews, Lester; Riedel, Sebastián; Kaupp, Martin (2007). "El mercurio es un metal de transición: la primera evidencia experimental de HgF 4 ". Angew. Chem. En t. Ed . 46 (44): 8371–8375. doi : 10.1002 / anie.200703710 . PMID 17899620 .
- ^ Jensen, William B. (2008). "¿Es Mercurio ahora un elemento de transición?" . J. Chem. Educ . 85 (9): 1182-1183. Código Bibliográfico : 2008JChEd..85.1182J . doi : 10.1021 / ed085p1182 .
- ^ Hoffman, Darleane C .; Lee, Diana M .; Pershina, Valeria (2006). "Transactínidos y los elementos del futuro". En Morss; Edelstein, Norman M .; Fuger, Jean (eds.). La química de los elementos actínidos y transactínidos (3ª ed.). Dordrecht, Países Bajos: Springer Science + Business Media . ISBN 1-4020-3555-1.
- ^ Brändas, Erkki J .; Kryachko, Eugene S. (9 de marzo de 2013). Mundo fundamental de la química cuántica: un tributo a la memoria de Per-Olov Löwdin . ISBN 9789401704489.