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¿Por qué el WF6 es estable mientras que el CrF6 es desconocido?

$\ce{F-}$ es una base dura ya que es pequeña y relativamente polarizable.

Ambos $\ce{Cr^6+}$ y $\ce{W^6+}$ son ácidos duros, pero no deberían $\ce{CrF6}$ ¿se vería favorecido ya que sería un ácido duro más pequeño?

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user16683 Puntos 46

La respuesta tiene que ver con dos cosas. Tenga en cuenta que la teoría HSAB es dudosa en el mejor de los casos y no tiene un poder predictivo muy útil, por lo que voy a evitar hablar de ella.

(1) La accesibilidad del estado de oxidación alto +6

En el Cr, los electrones 3d caen en energía extremadamente rápido a medida que se eliminan electrones. Por lo tanto, es mucho más difícil eliminar varios electrones uno tras otro. Por otro lado

En W, los orbitales 5d tienen dos nodos radiales internos . Las dos bolsas de densidad de electrones cercanas al núcleo escudo la mayor parte de la densidad de electrones, que está lejos del núcleo. Por lo tanto, cuando se eliminan continuamente electrones de W, los electrones 5d restantes no caen en energía tan rápidamente.

Esto se refleja en parte en las energías de ionización de Cr y W (datos de Base de datos de espectros atómicos del NIST ), todas las unidades están en eV).

Elemento

IE1

IE2

IE3

IE4

IE5

IE6

Cromo

6.76651

16.486305

30.959

49.16

69.46

90.6349

Tungsteno

7.86403

16.37

26.0

38.2

51.6

64.77

Para una perspectiva alternativa, aquí están los diagramas de Latimer para Cr, Mo y W (de Shriver et al., Química Inorgánica 6ed.); se puede ver que la estabilidad de los estados de oxidación superiores aumenta pasando del Cr al Mo y al W (es decir, los potenciales de reducción son menores)

Cr

Mo

W

Esta tendencia apenas se limita a los elementos del Grupo 6. $\ce{OsO4}$ presenta el Os(VIII), mientras que el estado de oxidación más alto del hierro es el Fe(VI), que ya es extremadamente difícil de conseguir. Asimismo, el Au(III) es bastante normal, pero el Cu apenas supera el Cu(II).

(2) Estéricos

Se puede fabricar Cr(VI), pero los únicos compuestos de Cr(VI) que conocemos están emparejados con el ion óxido, a saber $\ce{CrO3}$ , $\ce{CrO4^2-}$ , $\ce{Cr2O7^2-}$ .

Por lo tanto, es probable que también se argumente que el cromo, al ser un metal más pequeño, no puede encajar seis fluoros a su alrededor de la misma manera que el tungsteno. Pueden caber cuatro oxígenos, pero eso es todo.

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Técnicamente, el hierro es conocido en el estado de oxidación +7 pero esto requiere una matriz de 4 K. A +6, sin embargo, ¡se utiliza comercialmente!

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¿Es este "apantallamiento por bolsas interiores de electrones" mediante nodos radiales interiores una característica general de los metales de transición, que hace accesibles estados de oxidación más elevados a medida que descendemos en el grupo?

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Oscar Lanzi Puntos 11

La respuesta de Orthocresol resume la comparación entre $3d$ metales de transición de valencia, por un lado, y $4d$ o $5d$ metales de transición de valencia por el otro. Pero hay un segundo aspecto de este problema: el $3d$ metales como el cromo pueden alcanzar estados de oxidación elevados con ligandos de óxido, pero no tanto con el flúor. La clave aquí no es la basicidad dura/suave, sino las interacciones de electrones pi: los ligandos de óxido son potentes donadores de pi y pueden retroceder a los vacíos, o al menos a los agotados, $3d$ orbitales que tales estados de oxidación como $\ce{Cr(VI), Mn(VII), Fe(VI)}$ Implícito. Los iones de flúor no lo hacen tan bien aquí, y por lo tanto no pueden estabilizar los estados de oxidación altos tan fácilmente en el $3d$ serie.

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