Fluoruro de mercurio (IV)
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| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) |
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| Propiedades | |
| HgF4 | |
| Masa molar | 276,58 g/mol |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
El fluoruro de mercurio (IV) , HgF 4 , es el primer compuesto de mercurio que se informó con mercurio en el estado de oxidación +4 . El mercurio, al igual que los otros elementos del grupo 12 ( cadmio y zinc ), tiene una configuración electrónica s 2 d 10 y generalmente solo forma enlaces que involucran su orbital 6s. Esto significa que el estado de oxidación más alto que normalmente alcanza el mercurio es +2, y por esta razón a veces se lo considera un metal postransicional en lugar de un metal de transición . El HgF 4 se informó por primera vez a partir de experimentos en 2007, pero su existencia sigue siendo discutida; los experimentos realizados en 2008 no pudieron reproducir el compuesto. [1] [2]
Historia
La especulación sobre estados de oxidación más altos para el mercurio había existido desde la década de 1970, y los cálculos teóricos en la década de 1990 predijeron que debería ser estable en la fase gaseosa, con una geometría cuadrado-planar consistente con una configuración formal d 8 . Sin embargo, la prueba experimental siguió siendo esquiva hasta 2007, cuando HgF 4 se preparó por primera vez usando neón sólido y argón para el aislamiento de la matriz a una temperatura de 4 K . El compuesto se detectó utilizando espectroscopia infrarroja . [3] [4] El análisis de la teoría funcional de la densidad y los cálculos de cúmulos acoplados mostraron que los orbitales d están involucrados en el enlace. Esto ha llevado a la sugerencia de que el mercurio debería considerarse un metal de transición después de todo (los metales del grupo 12 a veces no se incluyen como metales de transición porque no tienen estados de oxidación más allá de +2). [5] Sin embargo, esa conclusión ha sido desafiada por William B. Jensen con el argumento de que HgF 4 solo existe en condiciones de no equilibrio altamente atípicas y debería considerarse mejor como una excepción. [6]
Explicación
Estudios teóricos sugieren que el mercurio es único entre los elementos naturales del grupo 12 en la formación de un tetrafluoruro , y atribuyen esta observación a efectos relativistas . Según los cálculos, los tetrafluoruros de los elementos "menos relativistas" cadmio y zinc son inestables y eliminan una molécula de flúor, F 2 , para formar el complejo de difluoruro metálico. Por otro lado, se predice que el tetrafluoruro del elemento sintético "más relativista" 112, el copernicio , es más estable. [7] Sin embargo, estudios teóricos más recientes ponen en duda la posible existencia de fluoruro de mercurio (IV) e incluso de copernicio (IV). [8]
Síntesis y propiedades
El HgF 4 se produce por la reacción del mercurio elemental con flúor :
- Hg+ 2F2 → HgF4
El HgF 4 solo es estable en el aislamiento de la matriz a 4 K (−269 °C); al calentarse, o si las moléculas de HgF 4 entran en contacto entre sí, se descompone en fluoruro de mercurio (II) y flúor:
- HgF4 → HgF2 + F2
El HgF 4 es una molécula diamagnética , cuadrada y plana. El átomo de mercurio tiene una configuración electrónica formal 6s 2 5d 8 6p 6 y, como tal, obedece la regla del octeto , pero no la regla de los 18 electrones . El HgF 4 es isoelectrónico con el anión tetrafluoroaurato, AuF−
4, y es isoelectrónica de valencia con el tetracloroaurato ( AuCl−
4), tetrabromoaurato ( AuBr−
4) y tetracloroplatinato ( PtCl2−
4) aniones.
Referencias
- ^ ¿ El mercurio es un metal de transición? Archivado el 12 de octubre de 2016 en Wayback Machine
- ^ Rooms, John F.; Wilson, Antony V.; Harvey, Ian; Bridgeman, Adam J.; Young, Nigel A. (2008). "Interacciones mercurio-flúor: una investigación de aislamiento de matriz de Hg···F 2 , HgF 2 y HgF 4 en matrices de argón". Física. Química. Química. Física . 10 (31): 4594–4605. doi :10.1039/B805608K. PMID 18665309.
- ^ "Estados de alta oxidación: Se sintetiza tetrafluoruro de mercurio". Archivado desde el original el 19 de julio de 2011. Consultado el 26 de junio de 2008 .
- ^ "Se ha sintetizado una especie esquiva de Hg(IV) en condiciones criogénicas". 2007-10-12.
- ^ Wang, Xuefang; Andrews, Lester; Riedel, Sebastian; Kaupp, Martin (2007). "El mercurio es un metal de transición: la primera evidencia experimental de HgF 4 ". Angew. Chem. Int. Ed . 46 (44): 8371–8375. doi :10.1002/anie.200703710. PMID 17899620.
- ^ Jensen, William B. (2008). "¿Es el mercurio ahora un elemento de transición?". J. Chem. Educ . 85 (9): 1182–1183. Bibcode :2008JChEd..85.1182J. doi : 10.1021/ed085p1182 .
- ^ Hoffman, Darleane C.; Lee, Diana M.; Pershina, Valeria (2006). "Transactínidos y los elementos futuros". En Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (eds.). La química de los elementos actínidos y transactínidos (3.ª ed.). Dordrecht, Países Bajos: Springer Science+Business Media . ISBN 1-4020-3555-1.
- ^ Brandas, Erkki J.; Kryachko, Eugene S. (9 de marzo de 2013). El mundo fundamental de la química cuántica: un tributo a la memoria de Per-Olov Löwdin. Saltador. ISBN 9789401704489.
