Pentafluoruro di antimonio
# Pentafluoruro di antimonio

Il pentafluoruro di antimonio è il composto chimico con formula $SbF_5,$ dove l'antimonio ha numero di ossidazione +5. In condizioni standard è un liquido incolore viscoso. È noto soprattutto per le sue caratteristiche di acido di Lewis, ma anche come ossidante e fluorurante. Viene utilizzato per la preparazione dell'acido fluoroantimonico, un superacido che è il più potente acido conosciuto.

## Struttura

Il pentafluoruro di antimonio è un composto molecolare. Allo stato gassoso la molecola ha struttura a bipiramide trigonale, con simmetria $D_{3h},$ in accordo con la teoria VSEPR. Allo stato liquido è molto viscoso, ed è formato da catene polimeriche di ottaedri $SbF_6$ dove due dei fluoruri collegano due centri Sb vicini. Allo stato cristallino si formano tetrameri di formula $[SbF_3(μ-F)]_4.$ Le distanze Sb–F nell'anello a otto termini $Sb_4F_4$ sono circa 202 pm; per gli altri fluoruri diretti all'esterno la distanza Sb–F è più corta, circa 182 pm. Negli altri elementi dello stesso gruppo, le specie pentafluoruro di fosforo $(PF_5)$ e pentafluoruro di arsenico $(AsF_5)$ sono monomeriche anche allo stato liquido e solido, probabilmente perché l'atomo centrale è più piccolo impedendo un aumento del numero di coordinazione. Il pentafluoruro di bismuto $(BiF_5)$ è un polimero.

## Sintesi

Il pentafluoruro di antimonio fu preparato per la prima volta da Otto Ruff e Wilhelm Plato nel 1904, facendo reagire pentacloruro di antimonio con acido fluoridrico anidro:

    ${\ce {SbCl5 \ + \ 5HF -> SbF5 \ + \ 5HCl}}$

Si può preparare anche da trifluoruro di antimonio e fluoro:

    ${\ce {SbF3\ +\ F2->SbF5}}$

## Reattività

Il pentafluoruro di antimonio è un composto estremamente reattivo, forte acido di Lewis ed energico fluorurante e ossidante.

### Come acido di Lewis

Il pentafluoruro di antimonio è un accettore particolarmente forte di ioni fluoruro, formando l'anione esafluoroantimoniato, $[SbF_6]^−,$ molto stabile. Si possono formare anche anioni di maggiori dimensioni, dato che $[SbF_6]^−$ può ulteriormente reagire con il pentafluoruro di antimonio formando $[Sb_2F_{11}]^−$ e $[Sb_3F_{16}]^−.$ Ad esempio:

    ${\ce {SbF5 \ + [SbF6]^{-}-> [Sb2F11]^{-}}}$

La formazione e la stabilità di $[SbF_6]^−$ è alla base dell'utilizzo delpentafluoruro di antimonio per la generazione di superacidi. Miscele di perntafluoruro di antimonio e acido fluoridrico sono note come acido fluoroantimonico, il più forte superacido noto, in grado di protonare anche basi estremamente deboli come gli idrocarburi:

    ${\ce {SbF5\ +\ 2HF\leftrightarrows [SbF6]^{-}\ +\ [H2F]^{+}}}$

Un altro superacido, noto come acido magico, si ottiene con miscele di pentafluoruro di antimonio e acido fluorosulfonico:

    ${\ce {SbF5\ +\ 2HSO3F\leftrightarrows [H2SO3F]^{+}\ +\ [F5SbOSO2F]^{-}}}$

Altre reazioni che evidenziano la tendenza ad accettare ioni fluoruro sono:

    ${\ce {SbF5\ +\ NF3\ +\ F2->\ [NF4]^{+}[SbF6]^{-}}}$
    ${\ce {SbF5\ +\ AsF3->\ [AsF2]^{+}[SbF6]^{-}}}$

La grande affinità del pentafluoruro di antimonio per lo ione fluoruro ha permesso anche di realizzare la prima reazione chimica che porta alla formazione di fluoro elementare:

    ${\ce {4SbF5\ +\ 2K2MnF6->4KSbF6\ +\ 2MnF3\ +\ F2}}$

### Come fluorurante e ossidante

Nella formazione di superacidi, l'acidità di Lewis del pentafluoruro di antimonio serve ad aumentare l'acidità di Brønsted dell'acido fluoridrico e acido fluorosolforico $(HSO_3F).$ Analogamente, il pentafluoruro di antimonio può servire ad aumentare il potere ossidante del fluoro per arrivare ad ossidare l'ossigeno:

    ${\ce {2SbF5\ +\ F2\ +\ 2O2->2[O2]^{+}[SbF6]^{-}}}$

Anche lo zolfo può essere ossidato con pentafluoruro di antimonio usando un solvente inerte come l'anidride solforosa $(SO_2):$

    ${\ce {S8\ +\ 3SbF5->\ [S8^{2+}][SbF6^{-}]2\ +\ SbF3}}$

Come fluorurante, il pentafluoruro di antimonio è spesso usato in miscela col pentacloruro di antimonio $(SbCl_5);$ in questo modo, ad esempio, dal cloruro di tionile $(SOCl_2)$ e dall'ossicloruro di fosforo $(POCl_3)$ si ottengono rispettivamente fluoruro di tionile $(SOF_2)$ e $POFCl_2.$

## Sicurezza

Il pentafluoruro di antimonio è un composto chimico pericoloso. È tossico per inalazione, ingestione e contatto. È fortemente corrosivo per la pelle e non è classificato come cancerogeno. È tossico per gli organismi acquatici e provoca danni a lungo termine per l'ambiente acquatico.

