Pentafluoruro di bismuto

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.

Pentafluoruro di bismuto
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
Nome IUPAC
pentafluoruro di bismuto
Nomi alternativi
fluoruro di bismuto(V)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	BiF5
Massa molecolare (u)	303,97
Aspetto	solido cristallino bianco
Numero CAS	7787-62-4
Numero EINECS	232-125-3
PubChem	123260
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 acqua	reazione violenta
Temperatura di fusione	154,4 °C (427,6 K)[1]
Temperatura di ebollizione	230 °C (503 K)[1]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
Frasi H	272 - 314
Consigli P	220 - 280 - 305+351+338 - 310

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]