Un fluor de pontage inhabituel découvert dans un ion interhalogène unique en son genre
Pour la première fois, des chimistes ont synthétisé un composé interhalogène présentant un atome central de fluor unique coordonné par quatre BrF5 groupes.1 L’ion interhalogène unique en son genre dans (NMe4)(Br4F21)·BrF5 représente le premier exemple d’un fluor central tétracoordonné ne reliant ni les atomes de métal ni les atomes d’hydrogène.
Les atomes de fluor tétracoordonnés sont connus dans les composés ioniques, par exemple dans CaF2. Et µ4-des atomes de fluor sont présents dans l’ion pentafluorure de tétrahydrogène et dans une poignée de composés métalliques.
L’année dernière, une équipe dirigée par Florian Kraus de l’Université Philipps de Marburg en Allemagne, a synthétisé (Br3F16)–, 2 qui possède un ion fluorure central à triple coordination. Maintenant, en s’appuyant sur leurs travaux antérieurs, Kraus et ses collègues ont utilisé une méthode stériquement exigeante (NMe4)+ contre-ion pour former le µ le plus volumineux4-fluor contenant des ions interhalogènes, (Br4F21) –.
Les fluorures halogènes sont connus pour leur extrême réactivité et la synthèse ne s’est pas déroulée sans défis. L’équipe a d’abord essayé de réagir avec du BrF pur5 avec (NMe4)F mais une violente réaction entre les deux composés provoqua une petite explosion et une journée de travail fut perdue en un instant. En cherchant une méthode alternative, ils sont tombés sur les recherches de Karl Christe de 1989.3 qui les a aidés à accéder de manière fiable (NMe4)(BrF6) et ils ont ensuite tenté une réaction contrôlée de (NMe4)(BrF6) avec excès de BrF5 à basses températures. Ça a marché. Graham Saunders, un chimiste du fluor synthétique de l’Université de Waikato en Nouvelle-Zélande, commente « techniquement, c’est un travail très difficile et très élégant ».
Décrypter la structure du composé représentait également un défi car elle semblait initialement très complexe. Cependant, en se concentrant sur les centres des ions et BrF5 molécules, l’équipe a découvert que sa structure cristalline était similaire à la structure de type MgAgAs. «Bien que les deux composés ne puissent pas être plus différents chimiquement, ils sont structurellement étroitement liés», explique Martin Möbs, membre de l’équipe de Marburg. Des calculs quantiques supplémentaires révèlent que le µ4Les liaisons fluor-brome sont mieux décrites comme ioniques.
« Encapsuler un ion fluorure dans un cadre inorganique non métallique de telle sorte qu’il soit lié à quatre fragments différents est vraiment tout à fait extraordinaire, car normalement on ne s’attendrait pas à ce type d’arrangement de liaison », commente Thomas Lectka, chimiste organofluoré de l’université Johns Hopkins. , NOUS. « C’est un résultat intéressant et je pense qu’il stimulera davantage de travaux sur les halogènes contenant du fluor », ajoute Saunders.
Mais alors que le µ3-fluor et µ4-anions polynucléaires fluorés de BrF5 ont maintenant été isolés, Möbs conclut que « l’anion dans lequel l’ion fluorure est entouré de deux BrF5 molécules, (Br2F11)–est toujours porté disparu.
Correction : L’image a été mise à jour le 9 février 2024
