Il fluoruro di bromo(I), o anche più semplicemente fluoruro di bromo, è un composto interalogeno biatomico, costituito da fluoro e bromo, con formula BrF. È alquanto instabile in quanto soggetto a disproporzione. Fu sintetizzato per la prima volta da Otto Ruff nel 1933. Come altri composti interalogenici è un forte ossidante, corrosivo e molto reattivo. Si può preparare saturando bromo liquido con fluoro gassoso a 10 °C:

Br2(l) + F2(g) -> 2BrF(g)

Struttura e proprietà Il fluoruro di bromo(I) è un composto molecolare; la molecola è polare con l'estremità negativa sull'elemento più elettronegativo, il fluoro, ed è quindi meglio rappresentabile come:

Br^{\delta +}-F^{\delta -}.

Il momento dipolare risultante è ragguardevole, 1,422 D, corrispondente a una differenza di elettronegatività di 1,02. Il legame in questa molecola (175,6 pm) è appena più corto della somma dei raggi covalenti di bromo e fluoro (177 pm). A temperatura ambiente il fluoruro di bromo(I) si presenta come un liquido rosso chiaro che bolle intorno a 20 °C, ma il dato è incerto perché il composto non si può isolare puro: si disproporziona spontaneamente secondo reazioni di equilibrio, formando bromo elementare (Br2), trifluoruro di bromo (BrF3), e in parte anche pentafluoruro di bromo (BrF5):

3 BrF <=> Br2 + BrF3 5 BrF <=> 2 Br2 + BrF5

Per questo motivo non è possibile determinare con precisione le sue proprietà fisiche, che comunque sono intermedie tra quelle degli alogeni costituenti.

L'instabilità del composto non deriva, però, da un'intrinseca debolezza del legame tra bromo e fluoro, come si potrebbe supporre: l'energia di dissociazione D0(Br-F) ammonta a ben 249,4 kJ/mol, mentre sia quella di Br-Br (190,2 kJ/mol), che quella di F-F (154,8 kJ/mol), entrambi stabili, sono significativamente minori; un'instabilità ancora più spinta si osserva per il fluoruro di iodio IF, dove la differenza di elettronegatività sale a 1,32. I motivi sono principalmente due: formazione di più legami nel trifluoruro di bromo e nel pentafluoruro di bromo, anche se meno energeticiL'energia di legame diminuisce all'aumentare dello stato di ossidazione del bromo: è un andamento normale per i composti interalogenici; è replicato, ad esempio, anche per il cloro in ClF e ClF3 e per lo iodio in IF, IF3, IF5 e IF7. (201,2 e 187,0 kJ/mol, rispettivamente) di quelli nel fluoruro di bromo, e relativamente bassa energia di attivazione per queste trasformazioni. A differenza del cloruro di bromo, il fluoruro di bromo non tende a dissociarsi negli elementi costituenti ma, come il fluoruro di iodio, tende a disproporzionarsi a Br(0) e Br(III) o Br(V), come visto sopra. La stabilità del fluoruro di bromo aumenta sensibilmente in presenza di piridina e si può isolare il complesso C6H5N \cdot BrF e impiegarlo più utilmente al suo posto nelle sue reazioni.

Sintesi e reattività Si può ottenere fluoruro di bromo per sintesi diretta dagli elementi, come descritto sopra. Una sintesi che cerca di minimizzare il disproporzionamento del fluoruro di bromo viene condotta miscelando i due elementi con cautela al di sotto di -100 °C. Il fluoro gassoso viene aggiunto, in miscela 1:4 in azoto, a una soluzione di Br2 in adatti solventi, quali propionitrile, fluoruro di etile, o anche altri:

Br2 + F2 -> 2 BrF

Si può anche ottenere dalla comproporzione del trifluoruro di bromo (BrF3) con bromo molecolare, ma le rese sono basse:

BrF3 + Br2 -> 3 BrF

Come accade anche per gli altri interalogeni diatomici, in soluzione acquosa il fluoruro di bromo si idrolizza dando acido ipobromoso e acido fluoridrico:

BrF + H2O -> HOBr + HF

Il fluoruro di bromo, come il fluoruro di iodio (ma anche gli altri interalogeni biatomici), mostra proprietà di acido di Lewis catturando uno ione F^{-} a dare lo ione complesso difluorobromato (BrF2^{-}):

BrF + F^{-} -> BrF2^{-}

Questo ione è precisamente isoelettronico con il difluoruro di kripton (KrF2) e isoelettronico di valenza con lo ione triioduro (I3^{-}) e, come questi, ha struttura lineare (simmetria ); di esso è stato possibile isolare il sale di tetrametilammonio, [Me4N]+[BrF2]^{-}, analogo al difluoroiodato di tetrametilammonio [Me4N]+[IF2]^{-}.

BrF ha trovato uso come bromurante in sostituzioni elettrofile aromatiche senza dover impiegare acidi di Lewis come catalizzatori. Dal toluene con BrF 1:1 si ottengono, ad esempio:

o-Br-C6H4-CH3 (47%) p-Br-C6H4-CH3 (47%, 10 min)

Dall'anisolo, similmente si ottengono: o-Br-C6H4-OCH3 (18%) p-Br-C6H4-OCH3 (76%, 5 min).

Sono state indagate le sue possibilità di impiego in addizioni elettrofile ad alcheni e ad alchini; in questi ultimi è possibile fermare l'addizione all'alchene bromo-fluorurato, senza che la reazione proceda fino all'alcano.

Note

Bibliografia

Voci correlate

Interalogeno Bromo Fluoro Trifluoruro di bromo Pentafluoruro di bromo Fluoruro di iodio(I) Cloruro di bromo

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