五氟化锑

化合物

五氟化锑是化学式为 SbF5无机化合物。它是无色黏稠液体,是很强的路易斯酸,而且是超强酸氟锑酸(目前所知最强的酸)的组分。这个化合物的一些有趣的特征为它的路易斯酸性,它几乎与目前已知的所有化合物产生反应。[1]

五氟化锑
IUPAC名
Antimony(V) fluoride
氟化锑(V)
英文名 Antimony pentafluoride
识别
CAS号 7783-70-2  checkY
PubChem 24557
ChemSpider 22963
SMILES
 
  • F[Sb](F)(F)(F)F
InChI
 
  • 1/5FH.Sb/h5*1H;/q;;;;;+5/p-5/rF5Sb/c1-6(2,3,4)5
InChIKey VBVBHWZYQGJZLR-NMXCDXEPAW
UN编号 1732
RTECS CC5800000
性质
化学式 SbF5
摩尔质量 216.74 g·mol⁻¹
外观 无色粘稠液体
密度 3g/cm3
熔点 7 °C (280 K)
沸点 149.4 °C (422.4 K)
溶解性 反应
溶解性SO2SO2FCl 可溶
危险性
NFPA 704
0
4
2
W
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

结构和化学反应

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在气态时,SbF5 采取 D3h 对称群,为三角双锥构型(如图)。在液态和固态时结构更为复杂。液态时含有聚合物,且每个 Sb 都是八面体,其通式为 [SbF4(μ-F)2]n。在晶态时为四聚体,即化学式为 [SbF4(μ-F)]4。在四聚体的八元 Sb4F4 环中的 Sb-F 键长为 2.02 Å;对于其他与四个Sb相连的 F 配体,其 Sb-F 键较短为 1.82 Å。[2] 同族的 PF5AsF5 在液态和固态时都为单体,可能是因为中心原子的体积较小,限制了配位数的缘故。BiF5 为聚合态。[3]

SbF5 是很强的路易斯酸,对 F 的亲合力尤其显著,生成很稳定的 [SbF6] 阴离子。[SbF6] 可继续与五氟化锑反应生成 [Sb2F11]

因此五氟化锑可增强 HF 的布朗斯特酸性,也可加强 F2氧化性。如五氟化锑存在下,氟气可将氧气氧化成 O2+[4]

SbF5 + ½F2 + O2 → [O2]+[SbF6]

首次用化学方法制取氟气也利用了五氟化锑的强路易斯酸性,过程为:

2 SbF5 + K2MnF6 → 2 KSbF6 + MnF3 + 0.5 F2

反应中的 K2MnF6 可通过 KMnO4KFHFH2O2 反应制取。SbF5 对 F 的强亲合力及 MnF4 的不稳定性使得制取氟气的反应可以发生,机理类似于“强酸制弱酸”,只不过酸为路易斯酸而已。

制备

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五氟化锑可通过五氯化锑与无水氢氟酸的反应来制备:

 

也可以通过三氟化锑氟气反应来制备。

安全性

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SbF5和很多化合物剧烈反应,常常释放有毒的氟化氢。它有剧毒,还是强氧化剂。[5][6]

参考资料

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  1. ^ Olah, G. A.; Prakash, G. K. S.; Wang, Q.; Li, X.-y."Antimony(V) Fluoride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI: 10.1002/047084289.
  2. ^ Edwards, A. J.; Taylor, P. "Crystal structure of Antimony Pentafluoride" Journal of the Chemical Society, Chemical Communications 1971, pp. 1376-7.doi:10.1039/C29710001376
  3. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  4. ^ Shamir, J.; Binenboym, J. "Dioxygenyl Salts" Inorganic Syntheses, 1973, XIV, 109-122. ISSN 0073-8077
  5. ^ International Programme on Chemical Safety. Antimony pentafluoride. Commission of the European Communities (CEC). 2005 [2010-05-10]. (原始内容存档于2002-08-18). 
  6. ^ Barbalace, Kenneth. Chemical Database - Antimony Pentafluoride. Environmental Chemistry. 2006 [2010-05-10]. 

外部链接

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