ビスマス(V)フッ化物（五フッ化ビスマス）

構造と基本的性質

実験式ではビスマス原子1個あたりフッ素原子5個を示すが、固体は高分子構造をもつ。フッ素原子は金属中心間の架橋として働くことができるため、ビスマスは単純な末端結合5本の場合よりも高い配位数をとる。このことにより、単純な分子性五フッ化物とは異なる結晶格子と、この物質に特徴的な高い反応性が生じる。本物質は、重いpブロック元素が異例に高い酸化状態をとる例である。関連事項として、元素のビスマス化学や、強いフッ化物におけるフッ素の挙動が挙げられる。

調製

BiF5は通常、管理された乾燥条件下で、単体フッ素を用いて低原子価のビスマス化合物またはビスマス単体をフッ素化して調製される。反応には耐食性の装置を使用し、加水分解が激しく起こるため、水分を厳密に排除する必要がある。実用的な合成の詳細および安全上の指針は、専門の化学文献やデータベースで扱われている。入門的な資料としては参考資料がある。

反応性と用途

BiF5は、フッ素原子を移動させる能力と、より穏和な試薬に抵抗する基質を酸化する能力が評価されている。特定の塩化物または酸化物を対応するフッ化物へ変換でき、強制的な条件下では一部の非金属化合物をフッ素化することもできる。また、余分なフッ化物イオンを受け入れて錯フルオロ陰イオンを形成する。この挙動は、他の高原子価金属フッ化物とも共通する。強フッ素化、無機フッ化物骨格、または特異な酸化状態を研究する化学者は、BiF5を研究用試薬として用いる。

取扱い、危険性、および区別

• 危険性：BiF5は水と激しく反応し、腐食性のフッ化水素およびオキシフッ化物残留物を生じる。強力な酸化剤であると同時に、腐食性のフッ素化剤でもある。適切な保護具と不活性雰囲気下での操作技術が必須である。
• 区別：より一般的にみられるビスマス(III)化合物と比べ、Bi(V)種は安定性が低く、はるかにまれである。BiF5は高分子性と加水分解に対する感受性のため、典型的な分子性五フッ化物とは異なるものとして扱うべきである。
• 参考：結合と酸化状態の背景については、酸化状態に関する資料などの一般化学の要約資料で確認できる。

その反応性と取扱い上の危険性から、BiF5は日常的な工業用途よりも、専門的な無機化学およびフッ素化学の研究で主に関心をもたれる。実験的な取扱いは通常、単体フッ素や腐食性・酸化性をもつフッ素化試薬を扱う設備を備えた実験室に限られる。