Hexafluoride
De hexafluoriden vormen een chemische stofklasse met als algemene brutoformule XF6. Hierbij is een centraal element (X) verbonden met 6 fluoratomen.
Van 16 elementen is bekend dat ze stabiele hexafluoriden vormen: 9 daarvan zijn overgangsmetalen, 3 zijn actiniden, 3 zijn niet-metalen en 1 is een edelgas.
Naamgeving
Hoewel het gebruikelijk is om deze verbindingen als hexafluoriden te benoemen is het bij de metalen, waar meerdere valenties mogelijk zijn, ook gebruikelijk de lading van het metaalion tussen haakjes in Romeinse cijfers achter de naam van metaal te plaatsen. Naast iridiumhexafluoride wordt dus ook de naam iridium(VI)fluoride gebruikt.
Lijst van de hexafluoriden
| Verbinding | Atoom- nummer | Smeltpunt (°C) | Kookpunt (°C) | Sublimatiepunt (°C) | Molaire massa (g/mol) | Dichtheid (g/cm3) | Bindingslengte (pm) | Kleur |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Zwavelhexafluoride | 16 | −63,8 | 146,05 | 6,63 | 156,4 | kleurloos | ||
| Seleenhexafluoride | 34 | −46,6 | 192,95 | 8,69 | 167–170 | kleurloos | ||
| Telluurhexafluoride | 52 | −38,9 | 241,59 | 3,16 (bij −40 °C) | 184 | kleurloos | ||
| Xenonhexafluoride | 54 | 49,48 | 75,6 | 245,28 | 3,56 | kleurloos | ||
| Molybdeen(VI)fluoride | 42 | 17,5 | 34,0 | 209,94 | 3,50 (bij −140 °C) | 181,7 | kleurloos | |
| Technetium(VI)fluoride | 43 | 37,4 | 55,3 | (212) (98Tc) | 3,58 (bij −140 °C) | 181,2 | geel | |
| Ruthenium(VI)fluoride | 44 | 54 | 215,07 | 3,68 (bij −140 °C) | 181,8 | donkerbruin | ||
| Rodium(VI)fluoride | 45 | ± 70 | 216,91 | 3,71 (bij −140 °C) | 182,4 | zwart | ||
| Wolfraam(VI)fluoride | 74 | 2,3 | 17,1 | 297,84 | 4,86 (bij −140 °C) | 182,6 | kleurloos | |
| Renium(VI)fluoride | 75 | 18,5 | 33,7 | 300,20 | 4,94 (bij −140 °C) | 182,6 | geel | |
| Osmium(VI)fluoride | 76 | 33,4 | 47,5 | 304,22 | 5,09 (bij −140 °C) | 182,9 | geel | |
| Iridium(VI)fluoride | 77 | 44 | 53,6 | 306,21 | 5,11 (bij −140 °C) | 183,4 | geel | |
| Platina(VI)fluoride | 78 | 61,3 | 69,1 | 309,07 | 5,21 (bij −140 °C) | 184,8 | donkerrood | |
| Uranium(VI)fluoride | 92 | 56,5 | 351,99 (238U) | 5,09 | 199,6 | kleurloos | ||
| Neptunium(VI)fluoride | 93 | 54,4 | 55,18 | 351,04 (237Np) | 198,1 | oranje | ||
| Plutonium(VI)fluoride | 94 | 52 | 62 | 358,06 (244Pu) | 5,08 | 197,1 | bruin |
Structuur en eigenschappen
Fysische eigenschappen
De meeste hexafluoriden zijn covalente verbindingen tussen een centraal element en fluor. Ze bezitten over het algemeen een laag smelt- en kookpunt. Vier hexafluoriden (S, Se, Te en W) zijn bij kamertemperatuur en atmosferische druk gasvormig, twee (Re en Mo) zijn vloeibaar en de rest komt voor als vaste stof. Drie vaste hexafluoriden (S, Se en U) gaan bij verhitting onmiddellijk in de gasfase over middels sublimatie. De kleur is eveneens vrij divers: de hexafluoriden van de vier hoofdgroepelementen (S, Se, Te en Xe) en van twee overgangsmetalen (Mo en W) zijn kleurloos. De kleur van de overige varieert van geel, oranje tot rood, bruin en zwart. Vier hexafluoriden (Tc, U, Np en Pu) zijn radioactief (ten gevolge van de metalen). Wolfraamhexafluoride is bij kamertemperatuur het zwaarste gas: het bezit een dichtheid van 13,1 g/cm³.
De moleculaire geometrie van de hexafluoriden is in de regel octaëdrisch, met uitzondering van xenonhexafluoride. Door aanwezigheid van een vrij elektronenpaar is de moleculaire geometrie afgebogen, hetgeen voorspeld wordt door de VSEPR-theorie.
Door hun symmetrische bouw bezitten alle hexafluoriden een netto dipoolmoment van 0 D.
Chemische eigenschappen en reactiviteit
De hexafluoriden bieden een relatief groot spectrum aan chemische reacties. Zwavelhexafluoride (SF6) is nagenoeg inert en niet toxisch. Op grond van zijn stabiliteit, de elektronische eigenschappen en de hoge dichtheid kent het echter talrijke toepassingen. Seleenhexafluoride (SeF6) en telluurhexafluoride (TeF6) zijn echter wel toxisch. TeF6 is niet stabiel en kan met water hydrolyseren.
De metaalhexafluoriden zijn corrosief, licht-hydrolyseerbaar en kunnen hevig met water reageren. Enkele onder hen kunnen als fluoreringsreagens ingezet worden. De metaalhexafluoriden bezitten eveneens een hoge elektronenaffiniteit, wat hen tot sterke oxidatoren maakt. Platinahexafluoride (PtF6) kan zelfs zuurstof, dat zelf een sterke oxidator is, oxideren.
Er is ook een hexafluoride van een edelgas bekend: xenonhexafluoride (XeF6). Het kan bereid worden door xenondifluoride lang te verhitten in aanwezigheid van fluorgas, bij hoge temperatuur en onder hoge druk.
Toepassingen
Een aantal metaalhexafluoriden kennen op basis van hun vluchtigheid enkele praktische toepassingen, onder meer in de productie van kernbrandstof. Uranium(VI)fluoride wordt daarvoor bij de verrijking van uranium aangewend.