Il tetrafluoruro di selenio o fluoruro di selenio(IV) è il composto binario del selenio tetravalente con il fluoro, avente formula molecolare SeF4. In esso il selenio è allo stato di ossidazione +4, stato che è intermedio tra il +2 nel difluoruro SeF2 (molto instabile) e il +6 nell'esafluoruro SeF6. È l'omologo del tetrafluoruro di zolfo (SF4).
In condizioni normali è un liquido incolore fumante che reagisce violentemente con l'acqua. È un composto tossico e corrosivo. Si può usare come agente fluorurante in chimica organica (fluorurazione di alcoli, acidi carbossilici e composti carbonilici); rispetto a SF4 è più vantaggioso perché richiede condizioni più blande ed è un liquido anziché un gas.
Proprietà e struttura molecolare Il tetrafluoruro di selenio è un composto molecolare molto stabile dal punto di vista termodinamico, ΔHƒ° = -850 kJ/mol, anche un po' più dell'analogo SF4 (-763,13 kJ/mol). Tuttavia, è alquanto reattivo, igroscopico e in acqua reagisce idrolizzandosi vigorosamente, ma è solubile in etere e alcool.
Parametri strutturali e confronti In fase gassosa la sua molecola è isoelettronica e del tutto analoga a quella di SF4 e, come questa, è una molecola ipervalente del tipo AX4E, con disposizione geometrica di pseudo-bipiramide trigonale: in questa struttura, detta anche di 'altalena', al Se centrale sono uniti due F apicali e due F equatoriali; la terza posizione equatoriale è occupata dalla coppia solitaria del selenio.
Da un'indagine di spettroscopia rotazionale nella regione delle microonde sono state ricavate le lunghezze (r) e gli angoli di legame (∠):
r(Se−Fax) = 177,1 pm; r(Se−Feq) = 168,2 pm;
∠(Fax−Se−Fax) = 169,2°; ∠(Feq−Se−Feq) = 100,55°
Mentre le lunghezze di legame assiali sono praticamente identiche alla somma dei raggi covalenti di Se e F, cioè 177 pm, quelle equatoriali sono inferiori; l'accorciamento è da ricondurre alla differenza di elettronegatività tra Se e F, pari a 1,43, che rafforza il legame con una parziale componente ionica. Questo comporta che i fluori equatoriali siano legati più fortemente di quelli assiali.
La presenza della coppia solitaria, che occupa più spazio angolare delle coppie di legame, fa restringere questi angoli rispetto ai valori attesi per una bipiramide trigonale ideale, cioè 180° per gli assiali e 120° per gli equatoriali e, dato che la coppia è equatoriale, per questi ultimi il restringimento è più accentuato.
Questa struttura molecolare è in accordo sia con le indicazioni del modello VSEPR che con un'ibridazione sp3d dell'atomo centrale di selenio. La molecola ha simmetria C2v, ed è polare: il suo momento dipolo è μ = 1,779 D, molto più di SF4 (0,632 D) e poco meno dell'acqua (1,86 D).
In soluzioni diluite questa struttura monomerica è la specie predominante, ma a concentrazione più elevata c'è evidenza di una debole associazione tra molecole SeF4, con due contatti intermolecolari Se · · · F di 266 pm, un valore decisamente inferiore alla somma dei rispettivi raggi di van der Waals (337 pm); questi fanno sì che attorno all'atomo di selenio si viene ad avere una coordinazione ottaedrica distorta. Anche allo stato solido l'atomo di selenio ha un intorno ottaedrico distorto.
Sintesi SeF4 fu descritto per la prima volta nel 1907 da Paul Lebeau, che lo ottenne per reazione diretta degli elementi:
Se + 2F2 -> SeF4
SeF4 si può ottenere anche per fluorurazione del selenio con trifluoruro di cloro, o per reazione del tetrafluoruro di zolfo con diossido di selenio:
3Se + 4ClF3 -> 3SeF4 + 2Cl2 SF4 + SeO2 -> SeF4 + SO2
Reattività In HF, SeF4 si comporta come una base debole, più debole di SeF4 (Kb = 2 × 10–2):
SeF4 + HF ⇄ SeF3+ + [HF]2– (Keq = 4 × 10–4)
Con SbF5, AsF5, NbF5, TaF5 e BF3 all'equilibrio si formano addotti ionici contenenti cationi SeF3+.
Con CsF si forma invece l'anione SeF5–, che ha struttura di piramide a base quadrata, simile alle specie isoelettroniche ClF5 e BrF5.
L'anione SeF62– si forma con fluoruro di esametilpiperidinio o fluoruro di 1,2-dimetilpropiltrimetilammonio; ha una struttura ottaedrica distorta, a differenza dell'analogo SeCl62– che ha struttura ottaedrica regolare.
Sicurezza SeF4 è un composto tossico e corrosivo, che reagisce violentemente con l'acqua. Provoca ustioni alla pelle, agli occhi, all'apparato respiratorio e a tutte le mucose.
Note
Altri progetti
Categoria:Composti del selenio Selenio 04