Pentafluoruro di bismuto

Pentafluoruro di bismuto
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
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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.

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]

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

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

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]

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]

• J. Fischer e E. Rudzitis, Preparation, Properties and Reactions of Bismuth Pentafluoride, in J. Am. Chem. Soc., vol. 81, n. 24, 1959, pp. 6375–6377, DOI:10.1021/ja01533a009. URL consultato il 20 febbraio 2012.
• N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
• C. Hebecker, Zur Kristallstruktur von Wismutpentafluorid, in Z. anorg. allg. Chem., vol. 384, n. 2, 1971, pp. 111–114.
• A. F. Holleman e E. Wiberg, Inorganic chemistry, San Diego, Academic Press, 2001, ISBN 0-12-352651-5.
• C. E. Housecroft e A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 3ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6.
• A. I. Popov, A. V. Scharabarin, V. F. Sukhoverkhov, N. A. Tchumaevsky, Synthesis and properties of pentavalent antimony and bismuth fluorides, in Z. anorg. allg. Chem., vol. 576, n. 1, 1989, pp. 242–254, DOI:10.1002/zaac.19895760128. URL consultato il 20 febbraio 2012.
• H. von Wartenberg, Über einige höhere Fluoride (PbF₄, CeF₄, BiF₅), in Z. anorg. allg. Chem., vol. 244, n. 4, 1940, pp. 337–347, DOI:10.1002/zaac.19402440401. URL consultato il 20 febbraio 2012.

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