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Difluoruro de dinitrógeno

El difluoruro de dinitrógeno es un compuesto químico con la fórmula N 2 F 2 . Es un gas a temperatura ambiente y se identificó por primera vez en 1952 como el producto de descomposición térmica de la azida de flúor ( FN 3 ). Tiene la estructura F−N=N−F y existe en isómeros cis y trans , como es típico de las diimidas .

Isómeros

El isómero cis tiene simetría C 2v y el isómero trans tiene simetría C 2h . Estos isómeros pueden interconvertirse, pero el proceso es lo suficientemente lento a baja temperatura como para que los dos puedan separarse mediante fraccionamiento a baja temperatura . [ aclaración necesaria ] El isómero trans es menos estable termodinámicamente [2] pero se puede almacenar en recipientes de vidrio. El isómero cis ataca al vidrio en una escala de tiempo de aproximadamente 2 semanas para formar tetrafluoruro de silicio y óxido nitroso : [3] [ página necesaria ]

2N2F2 + SiO2SiF4 + 2N2O

Preparación

La mayoría de las preparaciones de difluoruro de dinitrógeno dan mezclas de los dos isómeros, pero pueden prepararse independientemente.

Un método acuoso implica N , N -difluorourea con hidróxido de potasio concentrado . Esto da un rendimiento del 40% con tres veces más del isómero trans. [4]

La difluoramina forma un compuesto sólido inestable con fluoruro de potasio (o fluoruro de rubidio o fluoruro de cesio ) que se descompone en difluoruro de dinitrógeno. [4]

También se puede preparar por fotólisis de tetrafluorohidrazina y bromo : [5]

Número 2 F 4 alta tensiónBr 2 N2F2 + subproductos

Reacciones

La forma cis del difluorodiazeno reaccionará con fuertes aceptores de iones fluoruro como el pentafluoruro de antimonio para formar el catión lineal [6] [N≡N−F] + (catión fluorodiazonio [6] ) que forma una sal con la fórmula [N≡N−F] + [SbF 6 ] (hexafluoroantimonato de fluorodiazonio (V)).

F−N=N−F + SbF 5 → [N≡N−F] + [SbF 6 ]

La reacción análoga del cis -difluorodiazeno con pentafluoruro de arsénico produce una sal sólida blanca con la fórmula [N≡N−F] + [AsF 6 ] [6] (hexafluoroarsenato de fluorodiazonio(V)).

F−N=N−F + AsF 5 → [N≡N−F] + [AsF 6 ]

En la fase sólida, las distancias de enlace N≡N y N−F observadas en el catión [N≡N−F] + son 1,089(9) y 1,257(8) Å respectivamente, entre los enlaces NN y NF más cortos observados experimentalmente.

Referencias

  1. ^ Lide, David R. (1998). Manual de química y física (87.ª edición). Boca Raton, Florida: CRC Press. Págs. 4–73, 5–15, 9–46. ISBN 0-8493-0594-2.
  2. ^ Christe, Karl O.; Dixon, David A.; Grant, Daniel J.; Haiges, Ralf; Tham, Fook S.; Vij, Ashwani; Vij, Vandana; Wang, Tsang-Hsiu; Wilson, William W. (2010-08-02). "Química del difluoruro de dinitrógeno. Síntesis mejoradas de cis - y trans -N 2 F 2 , Síntesis y caracterización de N 2 F + Sn 2 F 9 − , Estructura cristalina ordenada de N 2 F + Sb 2 F 11 − , Cálculos de estructura electrónica de alto nivel de cis -N 2 F 2 , trans -N 2 F 2 , F 2 N═N y N 2 F + , y Mecanismo de la isomerización trans−cis de N 2 F 2". Química inorgánica . 49 (15): 6823–6833. doi :10.1021/ic100471s. ISSN  0020-1669. PMID  20465274.
  3. ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  4. ^ de Sykes, AG (17 de julio de 1989). Avances en química inorgánica. Academic Press. pág. 171. ISBN 9780080578828. Recuperado el 21 de junio de 2014 .
  5. ^ Leon M. Zaborowski; et al. (1973), Aaron Wold y John K. Ruff (ed.), Clorodifluoroamina y difluorodiazeno - B. Difluorodiazeno (difluoruro de dinitrógeno) , Inorganic Syntheses (en alemán), vol. 14, McGraw-Hill Book Company, Inc., págs. 34-39
  6. ^ abc Cacace, Fulvio; Grandinetti, Felice; Pepi, Federico (1995). "Iones de fluorodiazonio gaseosos. Estudio experimental y teórico sobre la formación y estructura de FN2+". Química inorgánica . 34 (6): 1325–1332. doi :10.1021/ic00110a007.