Pentafluoruro de arsénico (AsF5): propiedades, estructura y usos

Descubre propiedades, estructura y aplicaciones del pentafluoruro de arsénico (AsF5): reactividad, enlaces As–F, usos industriales y seguridad.

El pentafluoruro de arsénico, también conocido como fluoruro de arsénico (V), es un compuesto químico. Su fórmula química es AsF₅ . Tiene cinco enlaces arsénico-flúor. El arsénico se encuentra en su estado de oxidación +5.

Propiedades físicas y químicas

• Estado físico: compuesto molecular que es volátil y, a temperatura ambiente, se encuentra en forma gaseosa o como líquido muy volátil según las condiciones de presión.
• Fórmula y masa molar: AsF₅; masa molar aproximada 169,9 g·mol^-1.
• Polaridad y enlaces: los enlaces As–F son altamente polarizados debido a la elevada electronegatividad del flúor; la molécula en su conjunto es relativamente simétrica.
• Acidez de Lewis: actúa como un potente aceptor de pares electrónicos (ácido de Lewis), capaz de formar aniones hexafluoroarseniato [AsF₆]^- al captar un ion fluoruro.

Estructura molecular

La geometría de AsF₅ es trigonal bipiramidal (simetría aproximada D_3h), con tres átomos de flúor en posiciones ecuatoriales y dos en posiciones axiales. No quedan pares libres en el átomo central de arsénico (As en estado +5), por lo que la disposición de los átomos obedece al modelo VSEPR. En la práctica existe una ligera diferencia entre las longitudes de enlace axiales y ecuatoriales, característica habitual en compuestos AX₅.

Síntesis y obtención

• Fluoración directa: una de las vías más directas es la fluoración del arsénico elemental o de compuestos de arsénico con gas flúor (F₂), siguiendo reacciones estoequiométricas adecuadas.
• Otras rutas: también puede obtenerse por fluoración de haluros u óxidos de arsénico con agentes fluorantes potentes. Debido al manejo de F₂ y productos tóxicos, la síntesis requiere instalaciones específicas y controles estrictos de seguridad.

Reactividad

• Reacciona vigorosamente con agua (hidroliza) produciendo fluoruro e iones y/o óxidos de arsénico junto con ácido fluorhídrico (HF), lo que implica riesgos adicionales por la liberación de HF corrosivo.
• Al aceptar un ion F^- forma el anión hexafluoroarseniato [AsF₆]^-, que es un anión relativamente estable y se utiliza como contraion en diversas sales de química inorgánica y organometálica.
• Es un agente fluorante y puede participar en reacciones de transferencia de flúor o actuar como oxidante en condiciones apropiadas.

Usos

• En química inorgánica y organometálica, AsF₅ y derivados como el anión [AsF₆]^- se usan para preparar sales con aniones poco coordinantes y para estudiar la acidez de Lewis.
• Se emplea en investigaciones sobre agentes fluorantes y en la síntesis de compuestos de flúor; sin embargo, su uso industrial es limitado en comparación con otros pentafluoruros (por ejemplo, SbF₅) debido a la toxicidad del arsénico.
• En la investigación, se emplea también para generar superácidos o sistemas ácidos análogos mediante la combinación con donantes de protones (por ejemplo, HF + AsF₅ produce sales protonadas con el anión [AsF₆]^-).

Seguridad y manejo

• Toxicidad: compuestos del arsénico son altamente tóxicos; AsF₅ es peligroso por inhalación, ingestión o contacto dérmico.
• Corrosividad: hidroliza liberando HF, un ácido extremadamente corrosivo y peligroso para tejidos y materiales.
• Medidas de seguridad: manipular sólo en campana extractora con ventilación adecuada, usar protección respiratoria y equipos de protección personal resistentes a químicos, detectores de fugas y procedimientos de emergencia. El almacenamiento y transporte deben seguir normativas para gases tóxicos y corrosivos.
• Eliminación: debe realizarse según la legislación local para desechos peligrosos, evitando vertidos y neutralizando de forma controlada por personal especializado.

Propiedades espectroscópicas y cristalográficas

AsF₅ presenta bandas características de estiramiento As–F en espectros infrarrojos y señales coherentes con su simetría molecular en espectros Raman y NMR de flúor cuando se encuentra en fases condensadas o en complejos. En estado sólido o en sales, el anión [AsF₆]^- muestra geometría octaédrica alrededor del As.

Comparaciones y notas finales

El pentafluoruro de arsénico es químicamente similar a otros pentafluoruros del mismo grupo (como PF₅ y SbF₅), pero presenta propiedades prácticas y riesgos particulares derivados de la toxicidad del arsénico y de su comportamiento como ácido de Lewis. Su manejo se limita a entornos controlados y aplicaciones de laboratorio o investigación.

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