Il tetrafluoruro di titanio o fluoruro di titanio(IV) è il composto inorganico binario del titanio tetravalente con il fluoro, avente formula , dove l'atomo di titanio è allo stato di ossidazione +4.
A temperatura ambiente si presenta in forma di polvere incolore/bianca, molto igroscopica.
Sintesi fu preparato per la prima volta da Otto Ruff e Richard Ipsen nel 1903. Il composto si ottiene trattando tetracloruro di titanio con fluoruro di idrogeno anidro. Il grezzo così ottenuto viene quindi purificato per sublimazione.
TiCl4 + 4HF -> TiF4 + 4HCl
Proprietà e struttura è un composto termodinamicamente molto stabile, ΔHƒ° = -1.649,34 kJ/mol.
In condizioni ambiente TiF4 si presenta come una polvere incolore o bianca che fonde solo sotto pressione sopra i 400 °C, ma che sublima a 285 °C; è molto igroscopica e, messa in acqua, reagisce vigorosamente con un sibilo, idrolizzandosi e rilasciando acido fluoridrico; a caldo si scioglie in alcool, ma è praticamente insolubile in etere. Inoltre, è solubile in piridina e in trifluoruro di bromo, poco in acido fluoridrico e molto solubile in acido solforico.
Parametri strutturali
Fase solida
Da un'indagine di diffrazione dei raggi X su un monocristallo di si trova che esso cristallizza nel sistema ortorombico, gruppo spaziale Pnma (n. 62), con costanti di reticolo a = , b = , c = , e con dodici unità di formula per cella elementare. La struttura risulta polimerica, con unità triangolari impilate come mostrato in figura. Questo a rimarchevole differenza dal tetracloruro di titanio (TiCl4), che ha struttura molecolare ed è un liquido volatile. Il TiF4 cristallino è un semiconduttore che presenta un indice di rifrazione di 1,65 e un alto band-gap, pari a 4,166 eV.
Fase gassosa
Allo stato di vapore sono presenti molecole discrete , con legami Ti−F covalenti polari, che sono esattamente tetraedriche (simmetria Td); in quanto tale, la molecola è apolare per simmetria; tale forma tetraedrica è in accordo con la configurazione elettronica 3d 0 del Ti. Nella molecola la distanza Ti–F è o, secondo altra fonte, 174,5 pm. Questa distanza è alquanto inferiore sia alla somma dei raggi ionici efficaci di Ti4+ e F−, pari a 193,5 pm, che alla somma dei raggi covalenti di Ti e F, pari a 217 pm.
Come acido di Lewis In accordo a studi teorici, il tetrafluoruro di titanio è un acido di Lewis la cui forza risulta comparabile a quella di BF3 e che può legare a sé anche due molecole di ligando basico. Sperimentalmente, si trova che la capacità di a fungere da accettore di ioni fluoruro in fase gassosa è grande:
TiF4 + F− → [TiF5]− [ΔHr° = (-361±16) kJ/mol]
In fase condensata sono noti vari esafluorotitanati metallici, cioè sali del dianione ottaedrico TiF62− (simmetria Oh), tra cui quello di potassio (K2TiF6) è rappresentativo . TiF4 può accettare una o due coppie solitarie non solo da anioni, ma anche da basi di Lewis neutre, come nel caso dell'acetonitrile, con la formazione di cis-(MeCN)2TiF4.
Le soluzioni di in HF sono soluzioni di acido esafluorotitanico [(HF)2TiF4 o ], il quale acido risulta stabile solo in presenza di un eccesso di HF.
Le soluzioni di in acqua si idrolizzano con rilascio di HF e da esse si può ottenere l'ossofluoruro (detto a volte fluoruro di titanile).
Usi è usato nella preparazione di vetri trasparenti nell'infrarosso e per la sintesi di fluorotitanati. Viene anche studiato per possibili applicazioni nella prevenzione delle carie dentali.
Tossicità / Indicazioni di sicurezza è disponibile in commercio. Il composto provoca gravi ustioni cutanee e gravi lesioni oculari. È nocivo se inalato o ingerito. A contatto con acqua, umidità o acidi rilascia acido fluoridrico. Non ci sono dati che indichino proprietà cancerogene.
Note
Bibliografia
Altri progetti
Categoria:Composti del titanio Titanio