五フッ化ヒ素（AsF₅）

構造と結合

AsF₅は5本のAs–F結合をもち、三方両錐形の分子構造をとる。2つの位置は軸位、3つは赤道位である。ヒ素中心は形式上+5の酸化数にあり、分子は電子不足であるため、供与体から電子対を受け入れることができる。軸位と赤道位では接触の性質が異なるため、結合環境およびそれらの部位における反応性にもわずかな差が生じる。

製法と反応

本化合物は商業的および実験室的には、ヒ素の直接フッ素化、または低原子価のフッ化ヒ素の酸化・フッ素化によって調製される。AsF₅は水の存在下で容易に加水分解し、ヒ素酸化物とフッ化水素を生じる。また、フッ化物供与体と反応して、ヘキサフルオロヒ酸アニオン（AsF₆⁻）を含む塩を形成する。

用途と応用

研究および工業の分野では、AsF₅は強力なルイス酸およびフッ素化剤として用いられる。非配位性アニオンの生成や、無機化学・有機金属化学の研究におけるカチオン種の安定化に使用される。5本のヒ素–フッ素結合を形成し、さらにフッ化物を受容できる性質は、ヘキサフルオロヒ酸塩や関連錯体の製造における役割の中心である。

安全性と取扱い

AsF₅は毒性と腐食性が非常に高く、水分と反応してフッ化水素および有毒なヒ素含有生成物を生じる。取扱いには、フッ素に適合する特殊材料、密閉・封じ込め設備、ならびに訓練を受けた作業者が必要である。曝露の危険性と廃棄物の処分には、厳格な規制および実験室管理が求められる。

位置づけと関連化合物

五フッ化ヒ素は、リンおよびアンチモンの類縁体とともに第15族五フッ化物に属し、SbF₅などの試薬と性質を共有する。結合、ルイス酸性、および高度にフッ素化されたアニオンの化学に関する基礎研究において重要である。化学的性質と安全性の詳細については、化合物項目、元素の文脈、ハロゲン化学、ならびに酸化数に関する資料とアニオン形成に関する注記の試薬ガイドを参照。