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Fluorure d'argent
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Identification
Nom UICPA Fluorure d'argent(I)
No CAS 7775-41-9
No CE 231-895-8
No RTECS VW4250000
PubChem 62656
SMILES
Apparence cristaux cubiques jaune-marron, hygroscopiques
Propriétés chimiques
Formule AgF  [Isomères]
Masse molaire[2] 126,866 6 ± 0,000 2 g/mol
Ag 85,02 %, F 14,98 %,
Moment dipolaire 6,22 ± 0,30 D [1]
Propriétés physiques
T° fusion 435 °C
T° ébullition 1 159 °C
Solubilité 1 820 g·l-1 H2O à 15,5 °C
Masse volumique 5,852 g·cm-3
Cristallographie
Structure type NaCl[3]
Précautions
SIMDUT[4]
D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques
D2B,
NFPA 704
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le fluorure d'argent (I) (AgF) est un composé inorganique. C'est un des trois principaux fluorures d'argent, les autres étant l'hémifluorure d'argent et le difluorure d'argent. Le fluorure d'argent (I) a peu d'applications spécifiques. Il peut être employé comme agent de fluoration et de désilylation en synthèse organique et en solution aqueuse pour le traitement local de caries, comme antiseptique.

Les hydrates de fluorure d'argent (I) sont incolores, tandis que les composés anhydrides purs sont jaunes.

Préparation

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Ce composé peut être obtenu avec un haut niveau de pureté et être produit en chauffant du carbonate d'argent à 310°C sous une atmosphère de fluorure d'hydrogène, dans un tube de platine[5].

Ag2CO3 + 2HF → 2AgF + H2O + CO2

La synthèse en laboratoire de ce composé évite d'utiliser le fluorure d'hydrogène. Une des méthodes utilisées est la décomposition thermique du tétrafluoroborate d'argent :

AgBF4 → AgF + BF3

Une autre voie de synthèse est possible. De l'oxyde d'argent(I) est dissous dans une solution aqueuse concentrée de fluorure d'hydrogène, donnant l'acide fluorhydrique, et le composé d’intérêt précipite par ajout d'acétone[6].

Ag2O + 2HF → 2 AgF + H2O

Propriétés

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Structure

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La structure de AgF a été déterminée par diffraction des rayons X.[7] Le cristal adopte une structure cubique face centrée, du groupe d'espace Fm3m dans la notation de Hermann-Mauguin de paramètre de maille 4.936(1) Å, bien plus faible que celui de AgCl ou du AgBr.[8]

Des études de diffraction neutronique et rayons X ont montré qu'à 2.70(2) GPa, une transition cristalline se produit en second polymorphe (AgF-II) avec une structure de chlorure de césium, exemple d'école, avec un paramètre de maille de 2.945 Å.[9][10]:770 Le volume associé diminue de 10%.[9]

Une troisième structure apparaît, AgF-III, lorsque la pression redescend à 2.59(2) GPa, et a une structure inverse de celle de l'arséniure de nickel, hexagonale. Ses paramètres de maille sont a = 3.244(2) Å and c = 6.24(1) Å; la structure d'origine n'est retrouvée que lorsque la pression est abaissée à 0.9(1) GPa.

Un caractère non stoechiométrique est prouvé dans les trois structures sous des conditions extrêmes de pression.[11][9]

Spectroscopie

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Le fluorure d'argent(I) présente des propriétés optiques atypiques. La théorie des bandes prédit que l'absorption de l'exciton fondamental serait supérieur à celui d'AgCl (5.10 eV) et correspondrait à une transition d'une bande de valence anionique comme pour les autres halogénures d'argent. Expérimentalement, l'exciton fondamental for AgF se situe à 4.63 eV.[12]

Cet écart peut être expliqué par la position de la transition depuis une bande de valence avec un fort caractère de l'orbitale 4d de l'argent.[8] L'indice de réfraction est de 1.73(2).[7].

Photosensibilité

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Contrairement aux autres halogénures d'argent, le fluoride d'argent(I) anhydre n'est pas nettement photosensible, contrairement au dihydrate.[13][14]

En considérant cela, ainsi que sa solubilité dans l'eau, il n'est pas surprenant qu'il ait trouvé une application en photographie, comme le montre le brevet américain pour une méthode expérimentale basée sur AgF, déposé en 1970[15].

Solubilité

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Contrairement aux autres halogénures d'argent, AgF est très soluble dans l'eau, (1800 g/L), et il est même un peu soluble dans l'acétonitrile.

Il est aussi unique parmi les composés d'argent(I) et des halogénures d'argent car il peut former des hydrates AgF.(H2O)2 et AgF.(H2O)4 en précipitation depuis des solutions aqueuses.[16]:1185 [17] Like the alkali metal fluorides, it dissolves in hydrogen fluoride to give a conducting solution.[18]

Applications

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Synthèse organique

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Le fluorure d'argent(I) trouve une application en chimie organofluorique pour l'addition de fluorure au sein de liaisons multiples, par exemple, AgF ajouté à des alcènes perfluorés dans l'acétonitrile pour donner des dérivés de perfluoroalkyle d'argent(I).[19]

Il peut aussi servir comme agent de désulfuration-fluoration sur des dérivés de la thiocarbamide.[17]

Grâce à sa haute solubilité dans l'eau et solvants organiques, c'est une source pratique d'ions fluorures, et il peut être utilisé pour fluorer des halogénoalcanes en conditions douces.[20]

Un exemple de réaction est :[21]

 

Une autre méthode de synthèse organique utilisant du fluorure d'argent(I) est la protonation énantiosélective d'éther de silylénol catalysée par le complexe BINAP-AgF :[22]:1546

 

Synthèse inorganique

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La réaction d'une solution concentrée de fluorure d'argent(I) sur des acétylures d'argent donne un cluster de [Ag10]2+ en forme de chandelier avec un acétylènediide endoédrique.[23]

Les fluorures d'ammonium quaternaires peuvent être facilement préparés en laboratoire en faisant réagir du bromure de tétraalkylammonium avec une solution de AgF.[24]:430

Autres

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Il est possible de couvrir une surface de silicone avec un microfilm uniforme d'argent d'épaisseur variant de 0.1 à 1 μm en faisant passer sur cette surface une vapeur d'AgF chauffé à 60–800 °C[25].

La réaction qui semble se produire est :

4AgF + Si → 4Ag + SiF4

Des études multiples ont montré le pouvoir réel anti-carie du fluorure d'argent(I), même si le mécanisme est encore sujet de recherches.[26] Le traitement est donné par la méthode "traumatique", avec une solution aqueuse de fluorure d'argent(I) à 40% en masse appliquée sur les caries, suivi d'un scellement de la dentine avec un ciment type verre ionomère.[27]

Même si le traitement est considéré comme sans danger, la toxicité du fluorure a été une importante inquiétude médicale dans les applications en pédodontie, typiquement comme les préparations commerciales qui avaient une contamination très importante de difluorure d'argent.[27][28][29]

A cause de l'instabilité des solutions concentrées d'AgF, le diaminefluoroargent Ag(NH3)2F) est maintenant beaucoup plus utilisé.[29] Sa préparation se fait par addition d'ammoniaque dans une solution aqueuse de fluorure d'argent(I) ou par dissolution de ce composé dans une solution d'ammoniaque.[30]

Références

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  1. ↑ (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, , 89e éd., 2736 p. (ISBN 142006679X et 978-1420066791), p. 9-50
  2. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. ↑ (en) Bodie E. Douglas, Shih-Ming Ho, Structure and Chemistry of Crystalline Solids, Pittsburgh, PA, USA, Springer Science + Business Media, Inc., , 346 p. (ISBN 0-387-26147-8), p. 64
  4. ↑ « Fluorure d'argent » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 23 avril 2009
  5. ↑ (en) Roesky, Efficient Preparation of Fluorine Compounds, Somerset, New Jersey, Wiley (ISBN 9781118409428)
  6. ↑ Roesky.
  7. ↑ a et b G.L. Bottger et A.L. Geddes, « Lattice Vibrations, Crystal Structure, Dielectric Properties, and Elastic Constants of AgF », J. Chem. Phys., vol. 56,‎ , p. 3735–3739 (DOI 10.1063/1.1677770)
  8. ↑ a et b R.C. Birtcher, P.W. Deutsch, J.F. Wendelken et A.B. Kunz, « Valence band structure in silver fluoride », J. Phys. C: Solid State Phys., vol. 5,‎ , p. 562–6 (DOI 10.1088/0022-3719/5/5/008)
  9. ↑ a b et c S. Hull et P Berastegui, « High-pressure structural behaviour of silver(I) fluoride », J. Phys.: Condens. Matter, vol. 10,‎ , p. 7945–7955 (DOI 10.1088/0953-8984/10/36/005)
  10. ↑ P.M. Halleck et J.C. Jamieson, « B1 and B2 phase change of AgF at high pressure », J. Phys. Chem. Solids, vol. 33,‎ , p. 769–773 (DOI 10.1016/s0022-3697(72)80093-3)
  11. ↑ J.C. Jamieson, P.M. Halleck, R.B. Roof et C.W.F.T. Pistorius, « Additional polymorphism and non-stoichiometry in AgF », Journal of Physics and Chemistry of Solids, vol. 36, no 9,‎ , p. 939–944 (DOI 10.1016/0022-3697(75)90172-9)
  12. ↑ A.P. Marchetti et G.L. Bottger, « Optical Absorption Spectrum of AgF », Physical Review B, vol. 3,‎ , p. 2604–7 (DOI 10.1103/physrevb.3.2604)
  13. ↑ (en) Elizabeth Slayter, Light and Electron Microscopy, Cambridge University Press, (ISBN 9780521339483, lire en ligne)
  14. ↑ (en) William George Palmer, Experimental Inorganic Chemistry, CUP Archive, (ISBN 9780521059022)
  15. ↑ US patent 3537855, "Photosensitive silver fluoride element", published 1971-11-3 
  16. ↑ (en) Norman N. Greenwood et Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann (en), , 2e éd. (ISBN 0080379419)
  17. ↑ a et b Wieland Tyrra, « Silver(I) fluoride and related compounds in chemical synthesis », Heteroatom Chemistry, vol. 13, no 6, {{Article}} : paramètre « date » manquant, p. 561–566 (DOI 10.1002/hc.10102)
  18. ↑ (en) Mel Schwartz, Encyclopedia of Materials, Parts and Finishes, 2nd, (ISBN 1420017160), p. 305
  19. ↑ W. T. Miller et R. J. Burnard, « Perfluoroalkylsilver compounds" "Title », J. Am. Chem. Soc., vol. 90,‎ , p. 7367–7368 (DOI 10.1021/ja01028a047)
  20. ↑ Stoner
  21. ↑ Paul Muller, Robert Etienne, Jean Pfyfer, Nelson Pinenda et Michel Schipoff, « Allylic Reactions of Benzocyclopropenes. Discrimination of Halogen Substituents in 1,l-Dihalogenobenzocyclopropenes », Helvetica Chimica Acta, vol. 61, no 7,‎ , p. 2482–8 (DOI 10.1002/hlca.19780610719)
  22. ↑ Akira Yanagisawa, Taichiro Touge et Arai Takayoshi, « Enantioselective Protonation of Silyl Enolates Catalyzed by a Binap⋅AgF Complex », Angewandte Chemie International Edition, vol. 44, no 10,‎ , p. 1546–8 (DOI 10.1002/anie.200462325)
  23. ↑ Guo-Cong Guo, Gong-Du Zhou, Qi-Guang Wang et Thomas C.W. Mak, « A Fully Encapsulated Acetylenediide in Ag2C2.8AgF », Angewandte Chemie International Edition, vol. 37, no 5,‎ , p. 630–2 (DOI 10.1002/(sici)1521-3773(19980316)37:5<630::aid-anie630>3.0.co;2-k)
  24. ↑ James H. Clark, « Fluoride ion as a base in organic synthesis », Chemical Reviews, vol. 80, no 5, {{Article}} : paramètre « date » manquant, p. 429–452 (DOI 10.1021/cr60327a004)
  25. ↑ R. J. H. Voorhoeve et J. W. Merewether, « Selective Deposition of Silver on Silicon by Reaction with Silver Fluoride Vapor », J. Electrochem. Soc., vol. 119, no 3,‎ , p. 364–368 (DOI 10.1149/1.2404203)
  26. ↑ J. J-Y. Peng, M.G. Botelho et J.P. Matinlinna, « Silver compounds used in dentistry for caries management: A review », Journal of Dentistry, vol. 40, no 7,‎ , p. 531–541 (DOI 10.1016/j.jdent.2012.03.009)
  27. ↑ a et b Theo Gotjamanos et Fernando Afonso, « Unacceptably high levels of fluoride in commercial preparations of silver fluoride », Australian Dental Journal, vol. 42, no 1,‎ , p. 52–3 (DOI 10.1111/j.1834-7819.1997.tb00097.x)
  28. ↑ Theo Gotjamanos et Vergil Orton, « Abnormally high fluoride levels in commercial preparations of 40 per cent silver fluoride solution: Contraindications for use in children », Australian Dental Journal, vol. 43, no 6,‎ , p. 422–7 (DOI 10.1111/j.1834-7819.1998.tb00203.x)
  29. ↑ a et b Shalin Shah, Visjay Bhaskar, Karthik Venkatraghavan, Prashant Choudhary, Krishna Trivedi et Ganesh M., « Silver Diamine Fluoride: A Review and Current Applications », Journal of Advanced Oral Research, vol. 5, no 1,‎ , p. 25–35
  30. ↑ US patent 3567823, Yokomizo Ichiro & Yamaga Reiichi, "Silver ammonia fluoride solution and method of its use", published 1971-2-12 

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