Дифторид диазота

Дифторид диазота^[1]
цис -дифторид диазота	транс -дифторид диазота
Имена
	Название ИЮПАК цис- или транс -дифторид диазота
	Другие имена цис- или транс -дифтордиазен
Идентификаторы
Номер CAS	13812-43-6 ( цис ) Н; 13776-62-0 ( перевод );
3D модель ( JSmol )	( цис ): Интерактивное изображение; ( перевод ): Интерактивное изображение;
ChemSpider	10326121 ( цис ) Н; 4516471 ( перевод ) Н;
CID PubChem	5364290 ( цис ); 5462838 ( перевод );
	ИнЧи ( цис ): InChI=1S/F2N2/c1-3-4-2/b4-3- Ключ: DUQAODNTUBJRGF-ONEGZZNKBY; ( транс ): ИнЧИ=1/F2N2/c1-3-4-2/b4-3+ Ключ: DUQAODNTUBJRGF-ONEGZZNKBY; ИнЧИ=1С/Ф2Н2/c1-3-4-2/b4-3+ И Ключ: DUQAODNTUBJRGF-ARJAWSKDSA-N И;
	УЛЫБКИ ( цис ): F\N=N\F; ( перевод ): F\N=N/F;
Характеристики
Химическая формула	ФН=НФ
Молярная масса	66,011 г·моль −1
Появление	Бесцветный газ.
Плотность	2,698 г/л
Температура плавления	цис : менее −195 °C (−319,0 °F; 78,1 K) ; транс : −172 °C (−278 °F)
Точка кипения	цис : −105,75 °C (−158,35 °F; 167,40 K) ; транс : −111,45 °C (−168,61 °F)
Дипольный момент	цис : 0,16 D ; транс : 0 D
Термохимия
Стандартная энтальпия ; образования (Δ f H ⦵ 298 )	цис : 69,5 кДж/моль ; транс : 82,0 кДж/моль
Родственные соединения
Другие анионы	Азид
Другие катионы	Аммоний; Соединения диазония; Пентазений; Тетрафтораммоний;
Родственные соединения	Азосоединения; Диазен; Триазен; Тетразен; Трифторид азота; Тетрафторгидразин;
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). Н проверить ( что такое ?)ИН Ссылки на инфобокс

Химическое соединение

Дифторид диазота — химическое соединение с формулой N ₂ F ₂ . При комнатной температуре это газ, впервые обнаруженный в 1952 году как продукт термического разложения азида фтора ( FN ₃ ). Он имеет структуру F−N=N−F и существует как в цис- , так и в транс -изомерах , что типично для диимидов .

Изомеры

Цис - изомер имеет симметрию C _{2v , а}транс- изомер — симметрию C _2h . Эти изомеры могут взаимопревращаться, но этот процесс достаточно медленный при низкой температуре, поэтому их можно разделить путем низкотемпературного фракционирования . ^{[ необходимо уточнение ]} Транс - изомер менее термодинамически стабилен ^[2], но его можно хранить в стеклянных сосудах. Цис- изомер атакует стекло в течение примерно 2 недель, образуя тетрафторид кремния и закись азота : ^[3]^{[ необходима страница ]}

2N2F2 + _SiO2 → _SiF4 + _2N2O

Подготовка

Большинство препаратов дифторида диазота дают смеси двух изомеров, но их можно приготовить и по отдельности.

Водный метод включает N , N -дифтормочевину с концентрированным гидроксидом калия . Это дает выход 40% с в три раза большим количеством транс-изомера. ^[4]

Дифторамин образует твердое нестабильное соединение с фторидом калия (или фторидом рубидия или фторидом цезия ), которое разлагается до дифторида диазота. ^[4]

Его также можно получить фотолизом тетрафторгидразина и брома : ^[5]

Н ₂ Ж ₄ вв→Бр ₂ N ₂ F ₂ + побочные продукты

Реакции

Цис - форма дифтордиазена будет реагировать с сильными акцепторами фторид-ионов, такими как пентафторид сурьмы , с образованием линейного ^{[6] катиона} [N≡N−F] ⁺ (катион фтордиазония ^[6] ), который образует соль с формулой [N≡N−F] ⁺ [SbF ₆ ] ⁻ (гексафторантимонат(V) фтордиазония).

F−N=N−F + SbF ₅ → [N≡N−F] ⁺ [SbF ₆ ] ⁻

Аналогичная реакция цис -дифтордиазена с пентафторидом мышьяка дает белую твердую соль с формулой [N≡N−F] ⁺ [AsF ₆ ] ⁻^[6] (гексафторарсенат(V) фтордиазония).

F−N=N−F + AsF ₅ → [N≡N−F] ⁺ [AsF ₆ ] ⁻

В твердой фазе наблюдаемые расстояния связей N≡N и N−F в катионе [N≡N−F] ⁺ составляют 1,089(9) и 1,257(8) Å соответственно, что является одними из самых коротких экспериментально наблюдаемых связей NN и NF.

Ссылки

^ Лид, Дэвид Р. (1998). Справочник по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. стр. 4–73 , 5–15 , 9–46 . ISBN 0-8493-0594-2.
^ 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). "Химия дифторида диазота. Улучшенные синтезы цис- и транс-N 2 F 2 , синтез и характеристика N 2 F + Sn 2 F 9 − , упорядоченная кристаллическая структура N 2 F + Sb 2 F 11 − , высокоуровневые расчеты электронной структуры цис-N 2 F 2 , транс-N 2 F 2 , F 2 N═N и N 2 F + , а также механизм транс-цис-изомеризации N 2 F 2". Неорганическая химия . 49 (15): 6823– 6833. doi :10.1021/ic100471s. ISSN 0020-1669. PMID 20465274.
^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
^ ab Sykes, AG (1989-07-17). Достижения в неорганической химии. Academic Press. стр. 171. ISBN 9780080578828. Получено 21 июня 2014 г.
^ Леон М. Заборовски и др. (1973), Аарон Уолд и Джон К. Рафф (ред.), Хлордифторамин и дифтордиазен - B. Дифтордиазен (дифторид динитрогена) , Неорганические синтезы (на немецком языке ), т. 14, McGraw-Hill Book Company, Inc., стр. 34–39
^ abc Cacace, Fulvio; Grandinetti, Felice; Pepi, Federico (1995). "Газообразные ионы фтордиазония. Экспериментальное и теоретическое исследование образования и структуры FN2+". Неорганическая химия . 34 (6): 1325– 1332. doi :10.1021/ic00110a007.

[hand-1] Лид, Дэвид Р. (1998). Справочник по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. стр. 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). "Химия дифторида диазота. Улучшенные синтезы цис- и транс-N 2 F 2 , синтез и характеристика N 2 F + Sn 2 F 9 − , упорядоченная кристаллическая структура N 2 F + Sb 2 F 11 − , высокоуровневые расчеты электронной структуры цис-N 2 F 2 , транс-N 2 F 2 , F 2 N═N и N 2 F + , а также механизм транс-цис-изомеризации N 2 F 2". Неорганическая химия . 49 (15): 6823– 6833. doi :10.1021/ic100471s. ISSN 0020-1669. PMID 20465274.

[3] Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.

[Sykes1989-4] Sykes, AG (1989-07-17). Достижения в неорганической химии. Academic Press. стр. 171. ISBN 9780080578828. Получено 21 июня 2014 г.

[IS14-5] Леон М. Заборовски и др. (1973), Аарон Уолд и Джон К. Рафф (ред.), Хлордифторамин и дифтордиазен - B. Дифтордиазен (дифторид динитрогена) , Неорганические синтезы (на немецком языке ), т. 14, McGraw-Hill Book Company, Inc., стр. 34–39

[pubs-6] Cacace, Fulvio; Grandinetti, Felice; Pepi, Federico (1995). "Газообразные ионы фтордиазония. Экспериментальное и теоретическое исследование образования и структуры FN2+". Неорганическая химия . 34 (6): 1325– 1332. doi :10.1021/ic00110a007.