Rodrigo Ricardo

Fluoruro de aluminio: fórmula, estructura, propiedades y fabricación

Publicado el 28 octubre, 2020

Estructura de fluoruro de aluminio

Probablemente haya usado papel de aluminio para cubrir una cacerola de comida que se cocina en el horno, o tal vez al acampar para hacer cenas de fogata. Uno de los principales métodos para fabricar aluminio (para su uso en productos como el papel de aluminio) es fabricar primero fluoruro de aluminio.

El fluoruro de aluminio tiene la fórmula de AlF 3 , por lo que en una sola molécula de fluoruro de aluminio hay un átomo de aluminio y 3 átomos de fluoruro.


Las bolas amarillas representan átomos de fluoruro y la bola gris representa un átomo de aluminio, formando fluoruro de aluminio.
Estructura de fluoruro de aluminio

La estructura consiste en un aluminio en el centro, rodeado por los tres átomos de fluoruro unidos a él. Podemos entender por qué ocurre esta configuración cuando observamos los electrones de valencia (electrones en la capa exterior) del aluminio y el fluoruro.


El aluminio tiene 3 orbitales, y la capa exterior (el HOMO) tiene 3 electrones de valencia.
El fluoruro tiene 2 orbitales, con la capa exterior (el HOMO) que tiene 7 electrones de valencia
Modelo de electrones de aluminio

El aluminio tiene tres electrones de valencia, mientras que el fluoruro tiene siete. El orbital molecular ocupado más alto (HOMO) para el aluminio y el fluoruro es el orbital p, esto significa que está lleno cuando hay ocho electrones en él. Por lo tanto, cada electrón de la capa exterior de aluminio se comparte con un átomo de fluoruro separado.

Esto coloca ocho electrones en los orbitales p externos de cada uno de los átomos de fluoruro. Vacía el orbital p de aluminio, lo que convierte al orbital p debajo de él en el nuevo HOMO, y ya tiene 8 electrones. Por lo tanto, todos los átomos del fluoruro de aluminio terminan con una capa exterior completa.


Los electrones del aluminio HOMO se mueven hacia el fluoruro HOMO, formando un enlace entre los dos átomos.
Modelo electrónico de fluoruro de aluminio

Propiedades del fluoruro de aluminio

El fluoruro de aluminio forma un sólido cristalino blanco a temperatura ambiente. La estructura cristalina forma un romboédrico. Tiene un punto de fusión de 1290 ° C.


El fluoruro de aluminio tiene una estructura cristalina romboédrica, cada punto amarillo representa una molécula de fluoruro de aluminio
Estructura cristalina de fluoruro de aluminio

El fluoruro de aluminio se hidratará fácilmente como una molécula monohidrato o trihidrato. Esto significa que cada molécula de fluoruro de aluminio puede formar enlaces débiles con una o tres moléculas de agua.

A temperatura ambiente, el fluoruro de aluminio tiene una solubilidad de 6,7 g / L. Esto significa que podemos disolver 6,7 gramos de fluoruro de aluminio en 1 litro de agua. Esto se considera una alta solubilidad.

La entalpía estándar de formación para el fluoruro de aluminio es -1510 kJ / mol. Esto significa que para producir fluoruro de aluminio a partir de átomos de fluoruro y aluminio individuales, se necesitarían 1510 kJ de energía para producir 1 mol de fluoruro de aluminio.

Fabricación de fluoruro de aluminio

Puede parecer extraño que primero hagamos fluoruro de aluminio para fabricar aluminio, ¿por qué no aislamos directamente el aluminio? Bueno, el aluminio casi siempre se encuentra oxidado como alúmina (Al 2 O 3 ). Es difícil romper ese enlace aluminio-oxígeno. Por lo tanto, primero reaccionamos la alúmina con gas fluoruro de hidrógeno (H 2 SiF 6 ), esto forma fluoruro de aluminio.


La ecuación química de la reacción que forma fluoruro de aluminio.
Reacción de fluoruro de aluminio

El fluoruro de aluminio, a su vez, puede fundirse y, mediante electrólisis, formar aluminio metálico puro.

Resumen de la lección

El fluoruro de aluminio , AlF 3 , se utiliza para fabricar aluminio puro a partir de aluminio oxidado. Consiste en un átomo de aluminio rodeado por tres átomos de fluoruro, conectados con enlaces covalentes. Como el aluminio tiene siete electrones en su capa exterior, mientras que el fluoruro tiene tres, esos tres se unen al aluminio para formar una capa completa de ocho electrones.

El fluoruro de aluminio forma un sólido cristalino blanco a temperatura ambiente. La estructura cristalina forma un romboédrico. Tiene un punto de fusión de 1290 ° C y se fabrica haciendo reaccionar alúmina y gas fluoruro de hidrógeno para romper el enlace aluminio-oxígeno.


La ecuación química de la reacción que forma fluoruro de aluminio.
Reacción de fluoruro de aluminio

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