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Tetrafluoroamonio

El catión tetrafluoroamonio (también conocido como perfluoroamonio ) es un ion poliatómico cargado positivamente con fórmula química NF +
4Es equivalente al ion amonio donde los átomos de hidrógeno que rodean al átomo de nitrógeno central han sido reemplazados por flúor . [1] El ion tetrafluoroamonio es isoelectrónico con el tetrafluorometano CF
4, óxido de trifluoramina ONF
3, tetrafluoroborato BF−
4anión y el tetrafluoroberilato BeF2−
4anión.

El ion tetrafluoroamonio forma sales con una gran variedad de aniones que contienen flúor, entre ellos el anión bifluoruro ( HF−
2), tetrafluorobromato ( BrF−
4), pentafluoruros metálicos ( MF−
5donde M es Ge , Sn o Ti ), hexafluoruros ( MF−
6donde M es P , As , Sb , Bi o Pt ), heptafluoruros ( MF−
7donde M es W , U o Xe ), octafluoruros ( XeF2−
8), [2] varios oxifluoruros ( MF
5Oh−
donde M es W o U; FSO−
3, BrF
4Oh−
) y perclorato ( ClO−
4). [3] Los intentos de producir la sal de nitrato , NF
4NO
3, no tuvieron éxito debido a la rápida fluoración: NF+
4+ NO−
3→ NF
3+ fono
2. [4]

Estructura

La geometría del ion tetrafluoroamonio es tetraédrica , con una longitud de enlace nitrógeno-flúor estimada de 124  pm . Todos los átomos de flúor están en posiciones equivalentes. [5]

Síntesis

Las sales de tetrafluoroamonio se preparan oxidando el trifluoruro de nitrógeno con flúor en presencia de un ácido de Lewis fuerte que actúa como aceptor del ion fluoruro . La síntesis original de Tolberg, Rewick, Stringham y Hill en 1966 emplea pentafluoruro de antimonio como ácido de Lewis: [5]

NF
3+ F
2+ SbF
5→ NF
4SbF
6

La sal de hexafluoroarsenato también se preparó mediante una reacción similar con pentafluoruro de arsénico a 120 °C: [5]

NF
3+ F
2+ AsF
5→ NF
4AsF
6

La reacción del trifluoruro de nitrógeno con flúor y trifluoruro de boro a 800 °C produce la sal tetrafluoroborato: [6]

NF
3+ F
2+ BF
3→ NF
4BF
4

NF+
4Las sales también se pueden preparar mediante fluoración de NF
3con difluoruro de criptón ( KrF
2) y fluoruros de la forma MF
norte, donde M es Sb, Nb, Pt, Ti o B. Por ejemplo, la reacción de NF
3con KrF
2y TiF
4rendimientos [NF+
4]
2TiF2−
6. [7]

Muchas sales de tetrafluoroamonio se pueden preparar mediante reacciones de metátesis .

Reacciones

Las sales de tetrafluoroamonio son extremadamente higroscópicas . El NF+
4El ion, cuando se disuelve en agua, se descompone fácilmente en NF3, yo
2F+
, y gas oxígeno . Un poco de peróxido de hidrógeno ( H
2Oh
2) también se forma durante este proceso: [5]

NF+
4+ H
2O → NF
3+ H
2F+
+ 1 ⁄ 2 O
2
NF+
4+ 2 horas
2O → NF
3+ H
2F+
+ H
2Oh
2

Reacción de NF+
4SbF−
6Con nitratos de metales alcalinos se obtiene nitrato de flúor , FONO
2. [4]

Propiedades

Porque NF+
4Las sales se destruyen con el agua, por lo que no se puede utilizar agua como disolvente. En su lugar, se puede utilizar trifluoruro de bromo , pentafluoruro de bromo , pentafluoruro de yodo o fluoruro de hidrógeno anhidro. [8]

Las sales de tetrafluoroamonio normalmente no tienen color. Sin embargo, algunas tienen color debido a otros elementos que las componen. (NF+
4)
2CRF2−
6, (Nombre de pila)+
4)
2NiF2−
6y (NF+
4)
2PtF2−
6tienen un color rojo, mientras que (NF+
4)
2MnF2−
6, NF+
4UF−
7, NF+
4UFO-Universidad de Florida−
5y NF+
4XeF−
7son de color amarillo. [8]

Aplicaciones

NF+
4Las sales son importantes para el combustible sólido NF
3-F
2generadores de gas. También se utilizan como reactivos para la fluoración electrofílica de compuestos aromáticos en química orgánica . [5] Como agentes fluorantes, también son lo suficientemente fuertes como para reaccionar con el metano. [9]

Véase también

Referencias

  1. ^ Nikitin, IV; Rosolovskii, VY (1985). "Sales de tetrafluoroamonio". Russian Chemical Reviews . 54 (5): 426. Código Bibliográfico :1985RuCRv..54..426N. doi :10.1070/RC1985v054n05ABEH003068. S2CID  250864362.
  2. ^ Christe, KO; Wilson, WW (1982). "Perfluoroamonio y sales de metales alcalinos de los aniones heptafluoroxenón(VI) y octafluoroxenón(VI)". Química inorgánica . 21 (12): 4113–4117. doi :10.1021/ic00142a001.
  3. ^ Christe, KO; Wilson, WW (1986). "Síntesis y caracterización del tetrafluorobromato(1-) de tetrafluoroamonio(1+) y del tetrafluorooxobromato(1-) de tetrafluoroamonio(1+)". Química inorgánica . 25 (11): 1904–1906. doi :10.1021/ic00231a038.
  4. ^ ab Hoge, B.; Christe, KO (2001). "Sobre la estabilidad de NF+
    4    NO−
    3    y una nueva síntesis de nitrato de flúor". Journal of Fluorine Chemistry . 110 (2): 87–88. doi :10.1016/S0022-1139(01)00415-8.
  5. ^ abcde Sykes, AG (1989). Avances en química inorgánica . Academic Press. ISBN 0-12-023633-8.
  6. ^ Patnaik, Pradyot (2002). Manual de productos químicos inorgánicos . McGraw-Hill Professional. ISBN 0-07-049439-8.
  7. ^ John H. Holloway; Eric G. Hope (1998). AG Sykes (ed.). Avances en química inorgánica . Academic Press. págs. 60-61. ISBN 0-12-023646-X.
  8. ^ de Sykes, AG (17 de julio de 1989). Avances en química inorgánica. Academic Press. pág. 154. ISBN 9780080578828. Recuperado el 22 de junio de 2014 .
  9. ^ Ola, George A.; Hartz, Nikolai; Rasul, Golam; Wang, Qi; Prakash, GK Surya; Casanova, José; Christe, Karl O. (1 de junio de 1994). "Fluoración electrofílica de metano con sales equivalentes de N2F+ y NF4+" F+ ". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 116 (13): 5671–5673. doi :10.1021/ja00092a018. ISSN  0002-7863.