Il pentafluoruro di iodio è il composto chimico interalogenico dello iodio pentavalente con il fluoro, avente formula molecolare IF5. Insieme a ClF5 e BrF5, è uno dei tre pentafluoruri di alogeno noti.
A temperatura ambiente è un liquido incolore. È un composto molto reattivo, con forti proprietà ossidanti e fluoruranti. Reagisce violentemente con l'acqua. IF5 è disponibile commercialmente e viene usato come fluorurante selettivo di composti organici.
Proprietà e struttura molecolare A temperatura ambiente IF5 puro è un liquido incolore volatile, ma spesso appare giallo chiaro per presenza di impurità. È un composto molto stabile termodinamicamente, ΔHƒ° = -855,66 kJ/mol, ma ciononostante molto reattivo, sebbene meno di ClF5 o BrF5.
Il pentafluoruro di iodio è un composto molecolare. Diverse tecniche spettroscopiche, tra cui la diffrazione a raggi X e la risonanza magnetica nucleare (19F-RMN), hanno permesso di stabilire che la molecola IF5 ha la forma di piramide a base quadrata, con l'atomo di iodio leggermente al di sotto del piano di base (simmetria C4v). La forma di piramide a base quadrata è in accordo con la teoria VSEPR, dato che nella sfera elettronica esterna dello iodio è presente anche una coppia di elettroni non condivisa.
La molecola è molto polare, il suo momento di dipolo è pari a 2,18 D e il liquido ha una costante dielettrica molto alta, εr = 97,6, superiore a quella dell'acqua (≈ 82).
Sintesi La prima sintesi di IF5 risale al 1891, ad opera di Henri Moissan, che lo ottenne bruciando iodio con fluoro gassoso: I2 + 5 F2 → 2 IF5 In seguito le condizioni di reazione sono state migliorate.
Reattività
In generale IF5 è un energico agente fluorurante e ossidante, ma meno violento degli analoghi ClF5 e BrF5, e reagisce con la maggior parte dei metalli e non metalli formando i corrispondenti fluoruri. Allo stato liquido IF5 puro mostra una bassa conducibilità, che è stata attribuita ad una parziale autoionizzazione secondo l'equilibrio
2 IF5 ⇄ [IF4]+(sol) + [IF6]–(sol)
Reazione di idrolisi
La reazione con acqua (idrolisi) è molto violenta e porta alla formazione di acido iodico e acido fluoridrico:
IF5 + 3 H2O → HIO3 + 5 HF
Come donatore di ioni fluoruro
IF5 reagisce con forti acidi di Lewis, come AsF5 o SbF5 formando cationi IF4+. Ad esempio:
IF5 + 2 SbF5 → [IF4]+[Sb2F11]−
Il catione IF4+ è isoelettronico di valenza e isostrutturale con SF4 e ha struttura ad altalena.
Come accettore di ioni fluoruro
Come acido di Lewis reagisce con donatori di ioni fluoruro, come CsF e KF, formando sali dell'anione IF6-. Ad esempio:
IF5 + CsF → [Cs]+[IF6]−
L'anione IF6-, isoelettronico con XeF6, non ha una struttura ottaedrica regolare, dato che nella sfera elettronica esterna dello iodio è presente anche una coppia di elettroni non condivisa..
Usi IF5 è disponibile commercialmente ed è usato principalmente in reazioni di fluorurazione selettiva di composti organici. Un esempio è la reazione con perfluoroalcheni:
2 I2 + IF5 + 5 CF2=CF2 → 5 CF3CF2I
Dal punto di vista industriale IF5 ha due vantaggi: 1) è più comodo da maneggiare rispetto a F2, dato che IF5 è un liquido mentre F2 è un gas; 2) è un agente fluorurante energico, ma non eccessivamente violento come gli analoghi ClF5 e BrF5.
Tossicità
IF5 è un composto molto reattivo e corrosivo, pericoloso per la salute e per l'ambiente. Reagisce con l'acqua e l'umidità dell'aria formando acido fluoridrico, anch'esso corrosivo. È corrosivo per tutte le mucose, gli occhi e la pelle, provocando ustioni gravi.
Note
Bibliografia
Altri progetti
Categoria:Composti dello iodio Iodio 05