Fluoruro di zinco

Fluoruro di zinco
	Struttura del fluoruro di zinco
Nome IUPAC
	fluoruro di zinco(II), difluoruro di zinco
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	F2Zn
Aspetto	polvere bianca
Numero CAS	7783-49-5
Numero EINECS	232-001-9
PubChem	24551 e 10129912
SMILES	F[Zn]F
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	4,95
Solubilità in acqua	poco solubile
Temperatura di fusione	872 °C (1 145 K)
Temperatura di ebollizione	1 500 °C (1 773 K)
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)	-765 kJ/mol
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
	pericolo
Frasi H	315 - 318 - 335
Consigli P	280 - 305+351+338+310
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Il fluoruro di zinco è il composto inorganico binario di zinco e fluoro ed è anche il sale di zinco dell'acido fluoridrico, avente formula ZnF₂. In condizioni normali si presenta come cristalli aghiformi incolori o polvere cristallina bianca, un po' igroscopica e inodore.^[4] A differenza degli altri alogenuri di zinco (ZnCl₂, ZnBr₂ e ZnI₂), che sono solubilissimi, ZnF₂ fonde molto più in alto^[5] ed è pochissimo solubile in acqua.^[2]^[3] Del fluoruro di zinco esiste anche una forma idrata (ZnF₂⋅4H₂O), con struttura romboedrica,^[6] e questa è leggermente più solubile in acqua (1,62 g/L a 20 ºC).^[7]

Struttura e proprietà

Il fluoruro di zinco è un composto termodinamicamente molto stabile, ΔH_ƒ° = -764,4 kJ/mol;^[8] è un materiale isolante con ampio band gap, stimato in circa 7 eV^[9] e un indice di rifrazione principale di 1,4963.^[10]

In fase solida ZnF₂ cristallizza nel sistema tetragonale, con una struttura tipo rutilo (gruppo spaziale P4₂/mnm, No. 136),^[2] come accade pure per l'analogo fluoruro di magnesio (MgF₂).^[11] Nel cristallo ogni atomo di zinco è coordinato ottaedricamente da sei atomi di fluoro e ogni atomo di fluoro è circondato da tre atomi di zinco posti ai vertici di un triangolo equilatero.^[12] Questa similitudine di strutture è correlabile alla similitudine dei raggi ionici cristallini dei due atomi Zn e Mg: 88 pm peril primo e 86 pm per il secondo.^[13]

In fase vapore ZnF₂ esiste come molecole lineari F–Zn–F, simmetria D_∞h, dove la distanza Zn-F è 181 pm ^[14] e aventi potenziale di ionizzazione di 13,91 eV;^[15] per confronto, anche la molecola MgF₂ è lineare e la distanza Mg-F è solo leggermente minore, 177,0 pm^[16] e anche il potenziale di ionizzazione è simile, 13,6 eV.^[17]

Sintesi

Il fluoruro di zinco si può preparare per reazione diretta del fluoro sul metallo, o per reazione di acido fluoridrico sul metallo, con sviluppo di idrogeno:^[2]

{\ce {Zn + F2 -> ZnF2}}

{\ce {Zn + 2HF -> ZnF + H2}}

Alternativamente, si può usare la decomposizione termica del tetrafluoroborato di zinco:^[12]

Zn(BF₄)₂ → ZnF₂ + 2 BF₃↑

La forma idrata si ottiene trattando carbonato di zinco con acido fluoridrico acquoso; l'acqua di cristallizzazione si può rimuovere per riscaldamento sopra 200 ºC:^[7]

{\ce {ZnCO3 + 2HF + 3H2O -> ZnF2*4H2O + CO2}}

Applicazioni

ZnF₂ è usato in fosfori per lampade fluorescenti, in vetri speciali ad alto indice di rifrazione, in invetriature e smalti per porcellana, e come additivo in galvanostegia. In sintesi organica trova impiego come fluorurante.^[14]^[7]

Note

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