Μονοφθοριούχο βρώμιο

Μονοφθοριούχο βρώμιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Μονοφθοριούχο βρώμιο
Άλλες ονομασίες	Φθοριούχο βρώμιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	BrF
Μοριακή μάζα	98,902 ± 0,001 amu
Αριθμός CAS	13863-59-7
SMILES	[F-].[Br]
InChI	1S/Br.FH/h;1H/p-1
ChemSpider ID	20474212
Δομή
Διπολική ροπή	1,29 D
Είδος δεσμού	πολωμένος ομοιοπολικός
Πόλωση δεσμού	22,8%
Γωνία δεσμού	0°
Μοριακή γεωμετρία	γραμμική
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	−33 °C
Σημείο βρασμού	20 °C (διασπάται)
Πυκνότητα	4.403 kg/m³ (υγρό στους -100 °C)
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το (μονο)φθοριούχο βρώμιο (αγγλικά bromine monofluoride) είναι ασταθής ανόργανη ομοιοπολική διατομική χημική ένωση, με μοριακό τύπο BrF. Ανήκει στις «διαλογονιακές ενώσεις», δηλαδή στις χημικές ενώσεις μεταξύ αλογόνων. Εξαιτίας της αστάθειάς της, η ένωση αυτή μπορεί να ανιχνευθεί, αλλά δεν έχει απομονωθεί. Χρησιμοποιήθηκε ως βρωμιωτικό μέσο.

Δομή

Η μοριακή δομή του μονοφθοριούχου βρωμίου, όπως σε όλες τις διατομικές ουσίες, είναι αναγκαστικά γραμμική. Σημειώνεται ότι στην ένωση αυτή το βρώμιο βρίσκεται στη (σχετικά) ασυνήθιστη γι' αυτό +1 βαθμίδα οξείδωσης, αφού το φθόριο είναι ηλεκτραρνητικότερό του.

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός	Ισχύς δεσμού
F-Br	σ	2p-4p	175,6 pm	22,8% Br+ F-	234 kJ/mol
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο
F	-0,228
Br	+0,228

Ιστορία ανακάλυψης

Το 1931, οι Γερμανοί επιστήμονες Ρυφφ (Руфф) και Μένζελ (Менцель) μελέτησαν τα προϊόντα της χημικής αντίδρασης πενταφθοριούχου βρωμίου (BrF₅) με (στοιχειακό) βρώμιο. Η μελέτη αυτή βρήκε ένα μείγμα ενώσεων που ήταν πιο ενεργό επί του χαλαζία (SiO₂), και του οποίου η τάση ατμών ήταν υψηλότερη από αυτή που αντιστοιχούσε στις (τότε) υποτιθέμενες χημικές ουσίες, δηλαδή στοιχειακό βρώμιο, τριφθοριούχο βρώμιο (BrF₃) και πενταφθοριούχο βρώμιο (BrF₅). Γι' αυτό, οι παραπάνω αναφερόμενοι ερευνητές πρότειναν την παρουσία νέου (για τότε) συστατικού επί του μείγματος, δηλαδή του μονοφθοριούχου βρωμίου (BrF). Το 1933 ο Ρυφφ και ο Μπράνα (Брайд) δεν κατόρθωσαν να απομονώσουν το μονοφθοριούχο βρώμιο σε χημικά καθαρή μορφή, αλλά επαλήθευσαν ότι αυτό έχει αναλογία ατόμων βρωμίου και φθορίου 1:1, δηλαδή ότι πράγματι ήταν μονοφθοριούχο βρώμιο.

Παραγωγή και παρουσίαση

Μπορεί να παραχθεί με χημική αντίδραση τριφθοριούχου βρωμίου (BrF₃) με (στοιχειακό) βρώμιο ή πενταφθοριούχου βρωμίου (BrF₅) με (στοιχειακό) βρώμιο ή (στοιχειακού) φθορίου με (στοιχειακό) βρώμιο.. Τέλος, μπορεί να παραχθεί με τον κορεσμό (υγρού στοιχειακού) βρωμίου με φθόριο, στους 10°C

$\mathrm {BrF_{3}+Br_{2}{\xrightarrow {}}3BrF}$
$\mathrm {BrF_{5}+Br_{2}{\xrightarrow {}}5BrF}$
$\mathrm {F_{2}+Br_{2}{\xrightarrow {10^{o}C}}2BrF}$

Χημικές ιδιότητες

Το μονοφθοριούχο βρώμιο, στη θερμοκρασία δωματίου (20 °C), διασπάται και, μέσω επανένωσης, σχηματίζονται πενταφθοριούχο βρώμιο και στοιχειακό βρώμιο:

$\mathrm {5BrF{\xrightarrow {20^{o}C}}2Br_{2}+BrF_{5}}$

Είναι χημικά πολύ δραστική ένωση. Αντιδρά ακόμη και με το χρυσό (Au), αλλά και με το χαλαζία. Για να σταθεροποιηθεί, και να γίνει έτσι δυνατό να αποθηκευθεί και να μεταφερθεί, διαλύεται σε πυριδίνη, με την οποία σχηματίζει σύμπλοκο. Η ένωση προώθησε τον υπολογισμό της γεωμετρίας της (υποθετικής) ένωσης υδροδιφθοριούχο βρώμιο (HBrF₂) και έδειξε ότι μια τέτοια ένωση, αν συνθεθεί, θα έχει μια ασυνήθιστη δομή της μορφής Br-[FHF].

Εφαρμογές

Εφόσον δεν κατορθώθηκε η απομόνωση του μονοφθοριούχου βρωμίου σε χημικά καθαρή μορφή, εξαιτίας της μερικής διάσπασής του, που αναφέρθηκε παραπάνω, όταν το μονοφθοριούχο χρειάζεται, συχνά παράγεται in situ.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως φθοριωτικό αντιδραστήριο, αλλά απλά για έναν τέτοιο σκοπό υπάρχουν πολύ πιο κατάλληλα αντιδραστήρια. Από την άλλη όμως, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για (ταυτόχρονη) προσθήκη φθορίου και βρωμίου σε αλκένια. Για παράδειγμα:

$\mathrm {RCH=CH_{2}+BrF{\xrightarrow {}}RCHFCH_{2}Br}$

Ενδιαφέρουσα προοπτική υπάρχει για εφαρμογή του μονοφθοριούχου βρωμίου ως συστατικό για ακτινοβολία λέιζερ.