Il monofluoruro di cloro o fluoruro di cloro(I), detto a volte semplicemente fluoruro di cloro, è un composto interalogenico binario del cloro con il fluoro, di formula molecolare ClF. In esso l'atomo di cloro è allo stato di ossidazione +1.
Fu scoperto dal chimico tedesco Otto Ruff nel 1928.
Proprietà A temperatura ambiente si presenta come un gas incolore, molto stabile termicamente, ma anche molto reattivo e aggressivo. Raffreddato al di sotto di -100 °C, condensa in un liquido giallo pallido. Alcune sue proprietà sono intermedie tra quelle degli alogeni molecolari da cui deriva, Cl2 e F2.
È un composto che si forma esotermicamente ed è quindi termodinamicamente stabile (ΔHƒ° = -50,29 kJ/mol, ΔGƒ° = -51,4 kJ/mol), e non soggetto a disproporzione a Cl2 e F2.
Struttura molecolare e cristallina Nella molecola biatomica Cl−F (simmetria C∞v) si legano covalentemente due atomi tra i più elettonegativi, ma la differenza di elettronegatività tra loro non è piccola (Δχ = 0,82); questo rende la molecola polare, con il cloro che ha su di sé una carica parziale positiva e una negativa di pari entità è sul fluoro, costituendo così un dipolo elettrico: il momento dipolare risultante ammonta a μ = 0,881 D.
Da un'indagine di spettroscopia rotazionale (regione delle microonde) è stato possibile ricavare la lunghezza del legame Cl−F, che risulta di 162,8 pm. Questo legame è di 7,2 pm più corto rispetto alla media (170 pm) dei legami F−F (141,2 pm) e Cl−Cl (198,8 pm). Tale accorciamento è comunque dovuto, almeno in parte, alla differenza di elettronegatività che induce polarità nel legame.
Da un'indagine di diffrazione dei raggi X a -188 °C su un monocristallo di fluoruro di cloro risulta anche qui una lunghezza Cl−F di 162,8 pm. Inoltre, i contatti Cl · · · Cl tra molecole vicine nel cristallo sono di soli 307,0 pm, mentre la distanza attesa per interazioni di non legame tra due atomi cloro sarebbe di 2 raggi di van der Waals di Cl, cioè un valore che cade nell'intervallo 358 pm - 380 pm. Questo ha destato un po' di sorpresa, anche perché i contatti F · · · F risultano invece normali.
Reattività Il fluoruro di cloro è un forte ossidante e un ottimo agente fluorurante: converte metalli e non metalli ai loro fluoruri, come nel caso del selenio a tetrafluoruro di selenio o del tungsteno all'esafluoruro di tungsteno, rilasciando cloro gassoso:
W + 6 ClF -> WF6 + 3 Cl2
Se + 4 ClF -> SeF4 + 2 Cl2
Con l'anidride solforica, si una reazione di redistribuzione con cui si ottiene il fluorosolfato di cloro:
SO3 + ClF → ClOSO2F
Conl'anidride solforosa, si ha invece ossidazione dello zolfo (SIV → SVI) e si forma il clorofluoruro di solforile:
SO2 + ClF → ClSO2F
Con il tetrafuoruro di zolfo, si ha similmente un'ossidazione dello zolfo (SIV → SVI) e si forma il cloropentafluoruro di zolfo:
SF4 + ClF → SF5Cl
Il ClF può anche clorofluorurare dei composti aggiungendo loro legami covalenti o ossidandoli. Ad esempio aggiunge fluoro e cloro al monossido di carbonio ossidando il carbonio (CII → CIV) formando il clorofluoruro di carbonile:
CO + ClF -> FCOCl
Reattività come acido o base di Lewis Il pentafluoruro di arsenico (AsF5), forte acido di Lewis, reagisce con il fluoruro di cloro estraendo da due molecole ClF un anione fluoruro dando [Cl2F]+[AsF6]−. Reagisce invece con il sale ionico KF prendendosi un anione fluoruro e formando il sale complesso K+[ClF2]−.
Note
Altri progetti
Categoria:Composti del cloro Categoria:Alogenuri di alogeni