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Azida de flúor

El fluoruro de triazadienilo o azida de flúor es un gas verde amarillento compuesto de nitrógeno y flúor con la fórmula FN 3 . [1] Sus propiedades se asemejan a las de ClN 3 , BrN 3 y IN 3 . [2] El enlace entre el átomo de flúor y el nitrógeno es muy débil, lo que hace que esta sustancia sea muy inestable y propensa a explotar. [3] Los cálculos muestran que el ángulo F–N–N es de alrededor de 102° con una línea recta de 3 átomos de nitrógeno. [4]

El gas hierve a –30° y se funde a –139 °C. [5]

Fue fabricado por primera vez por John F. Haller en 1942. [6]

Reacciones

La azida de flúor se puede fabricar haciendo reaccionar ácido hidrazoico o azida de sodio con gas flúor. [5] [7]

HN3 + F2 → N3F + HF
NaN3 + F2 → N3F + NaF

La azida de flúor se descompone sin explosión a temperaturas normales para formar difluoruro de dinitrógeno :

2 FN 3 → norte 2 F 2 + 2 norte 2 . [1]

A temperaturas más altas, como 1000 °C, la azida de flúor se descompone en un radical monofluoruro de nitrógeno : [7]

FN 3 → NF + N 2

El propio FN se dimeriza al enfriarse.

2NF → N2F2​

El FN 3 sólido o líquido puede explotar y liberar una gran cantidad de energía. Una película delgada arde a una velocidad de 1,6 km/s. [8] Debido al peligro de explosión, solo se deben manipular cantidades muy pequeñas de esta sustancia a la vez. [9]

Los aductos de FN 3 se pueden formar con los ácidos de Lewis trifluoruro de boro ( BF 3 ) y pentafluoruro de arsénico ( AsF 5 ) a -196 °C. Estas moléculas se unen con el primer átomo de nitrógeno del flúor. [10]

Propiedades

Espectroscopia

Forma

Las distancias entre átomos son F–N 0,1444 nm, FN=NN 0,1253 nm y FNN=N 0,1132 nm. [9]

Físico

FN 3 tiene una densidad de 1,3 g/cm 3 . [11]

El FN3 se adsorbe en superficies sólidas de fluoruro de potasio , pero no en fluoruro de litio o fluoruro de sodio . Esta propiedad se estaba investigando para que el FN3 pudiera aumentar la energía de los propelentes sólidos. [11]

El espectro fotoeléctrico ultravioleta muestra picos de ionización a 11,01, 13,72, 15,6, 15,9, 16,67, 18,2 y 19,7 eV. Respectivamente, estos se asignan a los orbitales: π, n N o n F , n F , π F , n N o σ, π y σ. [3]

Referencias

  1. ^ ab Gipstein, Edward; John F. Haller (1966). "Espectro de absorción de la azida de flúor". Applied Spectroscopy . 20 (6): 417–418. Bibcode :1966ApSpe..20..417G. doi :10.1366/000370266774386470. ISSN  0003-7028. S2CID  96337253.
  2. ^ Saxena, PB (1 de enero de 2007). Química de compuestos interhalogenados. Discovery Publishing House. pág. 96. ISBN 9788183562430. Recuperado el 16 de junio de 2014 .
  3. ^ ab Rademacher, Paul; Andreas J. Bittner; Gabriele Schatte; Helge Willner (1988). "Espectro fotoelectrónico y estructura electrónica del fluoruro de triazadienilo, N3F". Chemische Berichte . 121 (3): 555–557. doi :10.1002/cber.19881210325. ISSN  0009-2940.
  4. ^ Peters, Nancy JS; Leland C. Allen; Raymond A. Firestone (1988). "Azida de flúor y nitrato de flúor: estructura y enlaces". Química inorgánica . 27 (4): 755–758. doi :10.1021/ic00277a035. ISSN  0020-1669.
  5. ^ ab Gholivand, Khodayar; Gabriele Schatte; Helge Willner (1987). "Propiedades del fluoruro de triazadienilo, N3F". Química inorgánica . 26 (13): 2137–2140. doi :10.1021/ic00260a025. ISSN  0020-1669.
  6. ^ Lowe, Derek (21 de octubre de 2008). "Cosas con las que no trabajaré: fluoruro de triazadienilo". En proceso . Consultado el 15 de junio de 2014 .
  7. ^ ab Benard, DJ; BK Winker; TA Seder; RH Cohn (1989). "Producción de monofluoruro de nitrógeno (a1Δ) por disociación de azida de flúor". The Journal of Physical Chemistry . 93 (12): 4790–4796. doi :10.1021/j100349a022. ISSN  0022-3654.
  8. ^ Seder, TA; DJ Benard (1991). "La descomposición de la azida de flúor en fase condensada". Combustion and Flame . 85 (3–4): 353–362. doi :10.1016/0010-2180(91)90139-3. ISSN  0010-2180.
  9. ^ abc Christen, Dines.; HG Mack; G. Schatte; H. Willner (1988). "Estructura del fluoruro de triazadienilo, FN 3 , mediante métodos de microondas, infrarrojos y ab initio". Revista de la Sociedad Química Americana . 110 (3): 707–712. doi :10.1021/ja00211a007. ISSN  0002-7863.
  10. ^ Schatte, G.; H. Willner (1991). "Die Wechselwirkung von N3F mit Lewis-Säuren und HF. N3F als möglicher Vorläufer für die Synthese von N3+-Salzen = La interacción de N3F con ácidos de Lewis y HF•N3F como posible precursor para la síntesis de sales de N3+". Zeitschrift für Naturforschung B (en alemán). 46 (4): 483–489. doi : 10.1515/znb-1991-0410 . ISSN  0932-0776. S2CID  97045269.
  11. ^ ab Brener, Nathan E.; Kestner, Neil R.; Callaway, Joseph (diciembre de 1990). Estudios teóricos de materiales CBES altamente energéticos: Informe final para el período del 2 de marzo de 1987 al 31 de mayo de 1987 (PDF) . Universidad Estatal de Luisiana, Departamento de Física y Astronomía. págs. 21–27. Archivado (PDF) desde el original el 3 de marzo de 2016 . Consultado el 25 de junio de 2014 .

Enlaces externos