Bismut(III)fluoride

Bismut(III)fluoride is een anorganische verbinding van bismut en fluor, met als brutoformule $\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3$. De stof is een grijs-wit poeder en onoplosbaar in water. Het komt in de natuur voor als het zeldzame mineraal gananiet.

Synthese

Bismut(III)fluoride wordt bereid uit bismut(III)oxide en waterstoffluoride volgens onderstaande reactie:

$\mathrm{B}\mathrm{i}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+6\mathrm{H}\mathrm{F}⟶2\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Structuur

$\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3$ komt in verschillende polymorfen voor. α-$\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3$ heeft een cubische kristalstructuur. Het is het prototype voor de D0₃-structuur, die voorkomt bij verschillende inter-metaalverbindingen zoals $\mathrm{M}\mathrm{g}{\phantom{A}}_3\mathrm{P}\mathrm{r}$, $\mathrm{C}\mathrm{u}{\phantom{A}}_3\mathrm{S}\mathrm{b}$, $\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_3\mathrm{S}\mathrm{i}$ en $\mathrm{A}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3\mathrm{F}\mathrm{e}$ en het hydride $\mathrm{L}\mathrm{a}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$. De eenheidscel is een vlak gecentreerde kubus met bismut op de hoekpunten en de centrale vlak posities. Fluor bevindt zich op het midden van de zijden en in het midden van de acht sub-kubussen. Dat levert 4 bismut- en 12 fluor-atomen op. De lengte van de zijde van de eenheidscel is 585,3 pm. Algemeen wordt de structuur als ionogeen beschouwd, dit in tegenstelling met de lichtere $\mathrm{E}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3(\mathrm{E}=\mathrm{P},\mathrm{A}\mathrm{s},\mathrm{S}\mathrm{b})$ verbindingen uit deze groep, waarin ook in de vaste toestand nog duidelijk $\mathrm{E}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3$-eenheden herkenbaar zijn.

Reacties

$\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3$ wordt niet door water aangetast, maar is daar ook nauwelijks in oplosbaar. Complexen en adducten worden niet makkelijk gevormd, al zijn er wel aan paar bekend: $\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{F}\cdot 3\mathrm{H}\mathrm{F}$ en het ion $\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}$ is bekend uit $\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4$. De additie-verbinding $\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3\cdot 3\mathrm{H}\mathrm{F}$ hydrolyseert in water tot bismutoxyfluoride $([\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{O}]\mathrm{F})$.

Toepassingen

$\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3$ heeft in de research de aandacht getrokken als een mogelijk elektrodematriaal in Lithium-ion-accu Sjabloon:Appendix