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ÁCIDO HIPOFLUOROSO características química, sintesis y mecanismos, propiedades físicas y químicas

2. PROPIEDADES Y
CARACTERÍSTICAS
Obtención, Aislamiento
SINTESIS
Características, Propiedades
Moleculares
CONCLUSIONES
PRINCIPALES
REACCIONES
Epoxidación y otras
Oxidaciones
ESTRUCTURA POR LA TRePEV Y
ESTRUCTURA CRISTALINA
01 02
04
05
03
TABLA DE
CONTENIDOS
01

3. INTRODUCCIÓN
El ácido hipofluoroso es el más reciente de los halógenos. Oxoácidosen haber sido preparados. Las
trazas fueron obtenidas en 1968 por fotólisis de una mezcla de ??????
2y ??????
2�en una matriz de �
2sólido
a 14-20K, pero en cantidades pesadas del compuesto fueron primero obtenido por M. H. Studiery
E. H. Appelmanen 1971 por la fluoracióndel hielo:
Al escribir sobre óxidos y carácter de los óxidos en el libro la Tabla periódica en espiral, se
establece que el flúor forma óxidos pero no engendra oxácidos. Becker, Wentworth, Química
general, pág306 (1997)Ed. Reverté, S A, señala la existencia de dos formas tautoméricasdel ácido
hipofluoroso FOH y HFO y los autores consideran este ácido el más fuerte de todas la serie de
oxácidos de los halógenos. Brescia y otros en su trabajo de Química, pág504 (1976) Ed.
Interamericana, establece que el ácido hipofluoroso (HFO) es inestable y se descompone en el agua
dando �
2??????
2y ??????
2�
02

4. SINTESIS Y
AISLAMIENTO 01
03

5. Dentro de los oxoácidos de los Halógenos el flúor se
diferencia en que no forma ninguna especia en estado de
oxidación distinto del -1 y el único oxoácido conocido del
flúor es la especie inestable HOF. Se obtiene al pasar flúor
sobre hielo
y condensando el gas que resulta, se descompone
rápidamente a temperatura ambiente y reacciona con agua
formando peróxido de hidrógeno y fluoruro de hidrógeno
En 1968 Noble y Pimentel fotolizan una mezcla de
flúor y agua congelados en una matriz de nitrógeno en14-
20 K y las bandas de absorción infrarrojas observadas se
las atribuyeron a HOF.De argumentos teóricos, sin
embargo, concluyeron que la reacción de descomposición
2HOF 2HF + �
2
Probablemente es demasiado rápida para permitir el
aislamiento de HOF
SINTESIS Y AISLAMIENTO
-Studier, M. H., & Appelman, E. H. (1971).Hypofluorousacid. Journal of the American Chemical Society, 93(9), 2349–2351.doi:10.1021/ja00738a059
-Bürger, H., Pawelke, G., Rahner, A., Appelman, E. ., & Mills, I. . (1988).The infrared spectrum of the ν2 and ν3 bands of H16OF, H18OF, and D16OF. Journal of
Molecular Spectroscopy, 128(1), 278–287.doi:10.1016/0022-2852(88)90224-x
Fue detectado por primera vez
como un producto formado por la
fotolisis de una mezcla de
??????
2�/??????
2en una matriz �
2y se
determino su función potencial
vibracional , posteriormente en
espectrómetro de masas para
confirmar su identificación las
preparaciones se llevaron a cabo
con agua normal(HOF) y agua
deuterada(DOF) y sus matrices
infrarrojas de espectros fueron
reportadas
04
04

6. PROPIEDADES
& CARACTERÍSTICAS
PROPIEDADES
MOLECULARES Y
CARACTERÍSTICAS 02
05

7. PROPIEDADES Y
CARACTERÍSTICAS
CARACTERÍSTICAS
•A baja temperatura, HOF es un sólido blanco que se derrite a -117°C formando un amarillo pálido líquido HOF en
estado gaseosoes incoloro.
•El manejo de HOF requiere una protección adecuada, ya que tiene detonaciones menores, resultante de la
descomposición espontánea en �
2y HF Hierve por debajo de la temperatura ambiente.
•El compuesto tiene una fuerte tendencia a descomponerse
en HF y �
2.
•La fórmula del compuesto se escribe como HOF de acuerdo conla estructura de la molécula donde el átomo central
es el oxígeno.
•TieneDos formas isoméricas, HFO (doblado) y FHO (lineal)
•El ácido hipofluoroso imita el comportamiento de ??????
2en muchas de sus reacciones; por ejemplo, en soluciones
débilmente ácidas el agua se oxida principalmente a ??????
2�
2
•En las soluciones alcalinas �
2es el principal producto de oxígeno.
-Rozen, S. (2001).HypofluorousAcid. Encyclopediaof ReagentsforOrganicSynthesis.doi:10.1002/047084289x.rh074
-Shreeve, J. M. (1983).Fluorinated Hypofluoritesand Hypochlorites. Advances in Inorganic Chemistry, 119–
168.doi:10.1016/s0898-8838(08)60092-6 06

8. PROPIEDADES
MOLECULARES
GRUPOS PUNTUALES Y ESTRUCTURA
ELECTRÓNICA
La estructura molecular no lineal (simetría ??????
5)
fue probada por microondas(MW) y espectros
infrarrojos (IR) en la fase gaseosa. También
fue obtenido por ab initio y por cálculos
semiempíricosy por la teoría ampliada de
Hückel.
POTENCIALES DE IONIZACIÓN
El potencial de primera ionización adiabática E;
=12,71 ±0,01 eV se midió para HOF mediante
espectrometría de masas por fotoionización , y
para HOF y DOF por espectroscopia de
fotoelectrones . E; =12,69 ±0,03
AFINIDAD DE PROTÓN ??????
??????
Ap = 139,3 para la protonación en O y Ap =
125,8 kcal / mol para la protonación en F. Por
tanto, la protonación en Oes favorecido
enérgicamente sobre el de F, que también está
indicado por el concepto de frontera orbital y los
datos del espectro de fotoelectrones UV
MOMENTO DIPOLAR ??????
El valor absoluto |??????|= 2,23 ±0,10 se derivó
del efecto Starken el espectro
microondas(MW). Las componentes a lo
largo de los ejes inerciales principales (a casi
a lo largo de O-F, perpendicular al plano
molecular) son: |??????
�|= 0.37,|??????
�|= 2.20 para
HOF, y|??????
�|= 0.28,|??????
�|= 2,22para DOF. La
transición rotacional se determinó asumiendo
que la electricidad total del momento dipolar
tiene la misma magnitud para ambas especies
isotópicas.
CARGAS ATÓMICAS
Los desplazamientos químicos
1
??????y
19
??????del HOF
líquido y el desplazamiento
1
??????del HOF gaseoso
indican que el átomo de F tiene una carga negativa (
-0,5e) y la carga positiva deLatomoH ( + 0,5e)
Esta distribución de cargos está respaldada por la
reacción de ????????????�
3
2+
+ HOF produciendo CrN�
2+
lo que indica que el N unido a Cr debe agregar un O
formalmente neutral .
Leopold, G. (1990).GmelinHandbookof lnorganicChemistry(8th ed.). Springer-VerlagBerlinHeidelberg.
07

9. 03
ESTRUCTURA
POR LA TRPEV Y
ESTRUCTURA
CRISTALINA
08

10. El átomo de oxígeno en HOF tiene hibridación sp3como en HOCl. Pero debido
a la mayor electronegatividad del flúor en comparación con el cloro, las
repulsiones par enlace en HOF son más débiles que en HOCl. Entonces, el
ángulo de enlace HOF es ligeramente más pequeño que el ángulo de enlace
HOCl. Además, la longitud del enlace O-Cl es más larga que la longitud del
enlace O-F debido al tamaño más grande del cloro sobre el flúor.
ESTRUCTURA
POR LA
TRePEV
-Unified Valence Bond Theory of Electronic Structure: Applications
-N. N. GreenwoodA. Earnshaw(1997)Chemistry of the Elements 2nd Edition Paperback ISBN:9780750633659
09

11. ESTRUCTURA
CRISTALINA
Inicialmente los exámenes de espectroscopia IR llevo a la
suposición de que las moléculas estaban unidas en cadenas
planas en zigzag de O-H…F de enlaces de hidrogeno. Sin
embargo según una interpretación reciente de los datos
apoyado de cálculos teóricos del O-H…O con enlaces de
hidrógeno para formar cadenas angulares infinitas. La
geometría de la molécula obtenida esta en buena
concordancia con la que se encuentra en estado gaseoso. En
esta conexión el aceptor de protones claramente dominantes
del enlace intermolecular de hidrógenos es el átomo de
Oxígeno.
Poll, W., Pawelke, G., Mootz, D., & Appelman, E. H. (1988).TheCrystalStructureof HypofluorousAcid:
ChainFormationbyO-H-O HydrogenBonds. AngewandteChemieInternational Editionin English, 27(3), 392–
393.doi:10.1002/anie.19880392
10

12. PRINCIPALES
REACCIONES
04
Epoxidación y Otras
oxidaciones
11

13. EPOXIDACIÓN
El HOF fue sintetizado originalmente por Appelman,8
pero apenas era un reactivo sintético útil ya que era
difícil de fabricar y sólo podía generarse en
cantidades muy diminutas. Sin embargo, se demostró
que puede reaccionar con algunos compuestos
insaturados. Recientemente, se descubrió que el
HOF puede prepararse simplemente pasando flúor a
través de acetonitriloacuoso, formando así un
complejo estabilizado HOF-MeCN.3. Al poseer un
oxígeno fuertemente electrofílico, es un excelente
agente de transferencia de oxígeno que epoxidauna
amplia variedad de alquenos (ecuación 1),
incluyendo los muy desactivados que no pueden ser
epoxidadosdirectamente
por ningún otro método (ecuación 2)
Rozen, S. (2001).HypofluorousAcid. Encyclopediaof ReagentsforOrganic
Synthesis.doi:10.1002/047084289x.rh074
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14. Las propiedades electrofílicas del oxígeno se han aprovechado para atacar
el enlace C-H terciario desactivado y relativamente rico en electrones, lo
que da lugar a la hidroxilaciónterciaria,}por ejemplo, en el acetato de 4-t-
butilciclohexanol (ecuación 3).
relativamente rico en electrones, dando lugar a la hidroxilaciónterciaria,
como se demuestra, (ecuación 3).2 Al ser un oxidante fuerte, el HOF-
MeCNpuede oxidar aminas a los correspondientes nitroderivados
(ecuación 4), alcohol a cetonas ( 5) y los sulfuros a sulfonas. Las
reacciones se llevan a cabo a 0 ◦C, en pocos minutos y normalmente con
muy buenos rendimientos. Al prolongar el tiempo de reacción y utilizar un
exceso de reactivo, las cetonas también se oxidan a los ésteres
correspondientes mucho más rápido que con los peroxiácidosutilizados en
la oxidación Baeyer-Villigerconvencional (5). El reactivo también puede
hidroxilar y oxidar de otro modo muchos compuestos aromáticos ( 6),
aunque los rendimientos son moderados. Cabe mencionar que el fluoruro
de xenón(II)/??????
2�forma in situ HOXeF, que añade los elementos de H y
OF a través de algunos alquenos (7).
OXIDACIONES
Rozen, S. (2001).HypofluorousAcid. Encyclopediaof ReagentsforOrganic
Synthesis.doi:10.1002/047084289x.rh074
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15. CONCLUSIONES
•El átomo de flúor extremadamente electronegativo atraer la densidad de electrones en el enlace
OF, fortaleciéndolo, y fuera del enlace OH, debilitándolo un poco
•El campo de fuerza calculado para HOF implica que la unión en esta molécula es similar a la
unión en H-O y F-O. La unión OH es ligeramente más débil que en H-O, y el enlace es algo
más fuerte que para F-O
•La inestabilidad del HOF se explica en términos de la
reacción química rápida que no permite la existencia del compuesto a menos que atrapado en
un medio no activo esta reacción se da entre dos moléculas HOF para dar 2HF y �
2
•La efectividad oxidativa de HOF esta basada en las propiedades auto catalíticas del ácido
fluorhídrico formado durante la reacción de oxidación
•Aunque ni el HOF ni las moléculas de catalizador de HF participan activamente en el proceso
de rompimiento/formación de enlaces, ambos estabilizan el flúor saliente anión del ácido
hipofluoroso que actúa por medio de un fuerte Enlace de hidrógeno.
14

16. REFERENCIAS
•
•Studier, M. H., & Appelman, E. H. (1971).Hypofluorousacid. Journal of the American Chemical Society,
93(9), 2349–2351.doi:10.1021/ja00738a059
•Bürger, H., Pawelke, G., Rahner, A., Appelman, E. ., & Mills, I. . (1988).The infrared spectrum of the ν2 and
ν3 bands of H16OF, H18OF, and D16OF. Journal of Molecular Spectroscopy, 128(1), 278–
287.doi:10.1016/0022-2852(88)90224-x
•Rozen, S. (2001).HypofluorousAcid. Encyclopediaof ReagentsforOrganic
Synthesis.doi:10.1002/047084289x.rh074
•Shreeve, J. M. (1983).Fluorinated Hypofluoritesand Hypochlorites. Advances in Inorganic Chemistry, 119–
168.doi:10.1016/s0898-8838(08)60092-6
•Srnec, M., Ončák, M., & Zahradník, R. (2008).ReactionMechanismof Oxidation, Hydroxylation, and
EpoxidationbyHypofluorousAcid:A TheoreticalStudyof UnusualH-Bond-AssistedCatalysis. TheJournalof
PhysicalChemistryA, 112(16), 3631–3637.doi:10.1021/jp711676m
•Leopold, G. (1990).GmelinHandbookof lnorganicChemistry(8th ed.). Springer-VerlagBerlinHeidelberg.
•H.L Eaton, James R Larson, N.D. Epiotis (1982) Unified Valence Bond Theory of Electronic Structure:
Applications
•N. N. GreenwoodA. Earnshaw(1997)Chemistry of the Elements 2nd Edition Paperback ISBN:9780750633659
•Poll, W., Pawelke, G., Mootz, D., & Appelman, E. H. (1988).TheCrystalStructureof HypofluorousAcid:
ChainFormationbyO-H-O HydrogenBonds. AngewandteChemieInternational Editionin English, 27(3),
392–393.doi:10.1002/anie.19880392
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