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Fluoruro di vinilidene
Nome IUPAC
	1,1-difluoroetene
Abbreviazioni
	VDF, Freon 1132a, R-1132a
Nomi alternativi
	fluoruro di vinilidene; 1,1-difluoroetilene
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	C2H2F2
Massa molecolare (u)	64,0341
Aspetto	gas incolore; lieve odore etereo
Numero CAS	75-38-7
Numero EINECS	200-867-7
PubChem	6369
SMILES	C=C(F)F
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	1,122 g/mL; (liquido, -84 °C)
Indice di rifrazione	1,42
Solubilità in acqua	0,254 g/L
Temperatura di fusione	-144 °C (129 K)
Temperatura di ebollizione	-84 °C (189 K)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
	pericolo
Frasi H	220 - 280
Consigli P	210 - 410+403
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Il fluoruro di vinilidene,^[2]^[3] nome sistematico 1,1-difluoroetene (commercialmente noto come VDF), è una fluoroolefina (un alchene fluorurato) dalla formula F₂C=CH₂. È un importante monomero per polimeri fluorurati, il polivinilidenfluoruro, specificamente, ma è anche comonomero per diversi altri copolimeri.

L'1,1-difluoroetene è un isomero strutturale del fluoruro di vinilene FCH=CHF (1,2-difluoroetene), esistente negli isomeri geometrici cis e trans ( Z e E).

Proprietà e struttura molecolare

A temperatura ambiente è un gas incolore con una temperatura critica appena superiore (30,1 °C) e una densità di circa 2,22 volte quella dell'aria; ha un lieve odore etereo ed è facilmente infiammabile nell'intervallo di concentrazioni tra 5,5 a 21%.^[4] È instabile ad alte temperature e in aria forma facilmente miscele esplosive.^[5]

La molecola è planare con simmetria molecolare C_2v;^[6] entrambi gli atomi di carbonio sono ibridati sp², con angoli di legame prossimi a 120°, ma uno è allo stato di ossidazione +2 e l'altro è allo stato -2. In conseguenza di questo e della presenza dei due atomi di fluoro dalla stessa parte, la molecola ha una certa polarità: il suo momento dipolare è ragguardevole, pari a 1,37 D,^[7] sebbene questo sia poco più della metà di quello del suo isomero cis-1,2-difluoroetilene (2,42 D^[8]). Nonostante questa sua discreta polarità, l'1,1-difluoroetene è poco solubile in acqua, ma è discretamente solubile in alcool e etere.^[4]

Da indagini di spettroscopia rotazionale nella regione delle microonde (8-36 GHz) sono stati ricavati i dati salienti della struttura molecolare. Dall'analisi dei dati le lunghezze di legame e gli angoli risultano come segue:^[9]

r(C=C) = 131,5 pm; r(C–H) = 107,9 pm; r(C–F) = 132,3 pm

∠(FCF) = 109,1°; ∠(HCC) = 121,8°

Si può notare come il legame C=C sia significativamente più corto del normale (134 pm^[10]) e così anche il legame C–F (135 pm^[10]). Inoltre, l'angolo FCF è qui decisamente più stretto di quello previsto per l'ibridazione sp² del carbonio (120°), a differenza di quello HCH, che ne è appena maggiore. Il valore anomalo dell'angolo FCF può essere razionalizzato qualitativamente in base alla regola di Bent,^[11]^[12] la quale prevede una reibridazione del carbonio, con un minor carattere s negli orbitali ibridi con cui il C si lega ad atomi più elettronegativi (qui F); un minor carattere s nei due legami C–F comporta un angolo di legame più piccolo,^[13]^[14] come qui accade e questo è poi accentuato per il fatto che su quel carbonio sono legati due atomi fortemente elettronegativi, invece di uno solo come nel caso dell'altro isomero in cui l'angolo analogo (FCH) è un po' più ampio (113,9° > 109,1°), vide infra.

Inoltre, si somma a questo anche il restringimento dell'angolo FCF dovuto alla presenza del doppio legame che, in base alla teoria VSEPR, occupa più spazio angolare dei legami semplici, comprimendo l'angolo tra questi ultimi.^[15]

Per confronto, questi sono i corrispondenti parametri strutturali per l'isomero cis-1,2-difluoroetilene:^[9]

r(C=C) = 132,4 pm; r(C–H) = 108,9 pm; r(C–F) = 133,5 pm

∠(FCC) = 122,1°; ∠(HCC) = 124,0°

Questo implica che: ∠(FCH) = 360° - (122,1° + 124°) = 113,9°.

Il legame C=C è qui un po' più vicino al valore normale, come pure i legami C–F. Il fatto che l'angolo FCH sia significativamente minore di 120° è anche qui dovuto, come sopra, alla presenza del doppio legame che occupa più spazio angolare.

Produzione

Si ottiene dalla reazione di β-eliminazione (E2) di acido cloridrico da 1,1-difluoro-1-cloro-etano per l'azione di una base forte:

{\ce {H-CH2CF2-Cl + base -> CH2=CF2 + base * HCl}}

Applicazioni

Il fluoruro di vinilidene viene usato come monomero per la produzione dell'omopolimero polivinilidenfluoruro oppure come copolimero insieme al trifluoroetilene o al tetrafluoroetilene, rispettivamente, per la sintesi del poli(VDF-trifluoroetilene) e poli(VDF-TFE).

Note

^ Sigma Aldrich; rev. del 23.12.2011
^ Nella vecchia nomenclatura il vinilidene è il gruppo funzionale bivalente H₂C=C< (detto anche vinilene asimmetrico), mentre il vinilene, anch'esso bivalente, è –CH=CH– (detto anche vinilene simmetrico).
^ vinilidène in Vocabolario - Treccani, su www.treccani.it. URL consultato il 13 marzo 2023.
^ ^a ^b (EN) PubChem, Vinylidene fluoride, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 13 luglio 2022.
^ (EN) Whitney H. Mears, Richard F. Stahl e S. Robert Orfeo, Thermodynamic Properties of Halogenated Ethanes and Ethylenes, in Industrial & Engineering Chemistry, vol. 47, n. 7, 1955-07, pp. 1449–1454, DOI:10.1021/ie50547a052. URL consultato il 13 luglio 2022.
^ CCCBDB list all species by point group, su cccbdb.nist.gov. URL consultato il 13 luglio 2022.
^ 1,1-difluoroethene, su www.stenutz.eu. URL consultato il 13 luglio 2022.
^ cis-1,2-difluoroethene, su www.stenutz.eu. URL consultato il 21 luglio 2022.
^ ^a ^b Victor W. Laurie e Dallas T. Pence, Microwave Spectra and Structures of Difluoroethylenes, in The Journal of Chemical Physics, vol. 38, n. 11, 1º giugno 1963, pp. 2693–2697, DOI:10.1063/1.1733575. URL consultato il 22 luglio 2022.
^ ^a ^b J. E. Huheey, E. A. Keiter e R. L. Keiter, Chimica Inorganica, Principi, Strutture, Reattività, Piccin, 1999, pp. A-25 - A-33, ISBN 88-299-1470-3.
^ J. E. Huheey, E. A. Keiter e R. L. Keiter, Chimica Inorganica, Principi, Strutture, Reattività, 2ª ed., Piccin, 1999, pp. 231-236, ISBN 88-299-1470-3.
^ A. F. Holleman, E. Wiberg e N. Wiberg, Anorganische Chemie, 103ª ed., De Gruyter, 2016, pp. 398-399, ISBN 978-3-11-026932-1.
^ (EN) Peter Kollman, Intramolecular nonbonded attractions in molecules, in Journal of the American Chemical Society, vol. 96, n. 14, 1974-07, pp. 4363–4369, DOI:10.1021/ja00821a003. URL consultato il 22 luglio 2022.
^ Kenneth B. Wiberg, Christopher M. Hadad e Curt M. Breneman, The Response of Electrons to Structural Changes, in Science, vol. 252, n. 5010, 1991, pp. 1266–1272. URL consultato il 22 luglio 2022.
^ J. E. Huheey, E. A. Keiter e R. L. Keiter, 6 - La struttura e la reattività delle molecole, in Chimica Inorganica, Seconda edizione italiana, sulla quarta edizione inglese, Piccin Nuova Libraria, Padova, 1999, pp. 209-223, ISBN 88-299-1470-3.