Тетрафтораммоний
 2D-модель иона тетрафтораммония
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Тетрафтораммоний
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХимическийПаук | |
| 2028 | |
ПабХим CID
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| Ф 4 Н + | |
| Молярная масса | 90.000 g·mol −1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Катион тетрафтораммония . (также известный как перфтораммоний ) представляет собой положительно заряженный многоатомный ион с химической формулой NF +
4 . Это эквивалентно иону аммония , в котором атомы водорода , окружающие центральный атом азота, заменены фтором . [ 1 ] Ион изоэлектронен тетрафторметану CF. тетрафтораммония
4 , оксид трифторамина ОНФ
3 , тетрафторборат BF −
4- анион и тетрафторбериллат BeF 2−
4 анион.
Ион тетрафтораммония образует соли с большим разнообразием фторсодержащих анионов. К ним относятся бифторид- анион ( HF −
2 ), тетрафторбромат ( BrF −
4 ), пентафториды металлов ( MF −
5 где M представляет собой Ge , Sn или Ti ), гексафториды ( MF −
6 где M представляет собой P , As , Sb , Bi или Pt ), гептафториды ( MF −
7 , где M представляет собой W , U или Xe ), октафториды ( XeF 2−
8 ), [ 2 ] различные оксифториды ( MF
5 О −
где М представляет собой W или U; ФСО −
3 , БрФ
4 Ох −
) и перхлорат ( ClO −
4 ). [ 3 ] Попытки получения нитратной соли NF
4 НЕТ
3 , оказались безуспешными из-за быстрого фторирования: NF +
4 + НЕТ −
3 → НФ
3 + ТЕЛЕФОН
2 . [ 4 ]
Структура
[ редактировать ]Геометрия иона тетрафтораммония тетраэдрическая , с предполагаемой длиной связи азот-фтор 124 пм . Все атомы фтора находятся в эквивалентных положениях. [ 5 ]
Синтез
[ редактировать ]Соли тетрафтораммония получают окислением трифторида азота фтором , в присутствии сильной кислоты Льюиса которая действует как акцептор фторид- ионов. В первоначальном синтезе Толберга, Ревика, Стрингема и Хилла в 1966 году использовался пентафторид сурьмы : в качестве кислоты Льюиса [ 5 ]
- НФ
3 + Ф
2 + СбФ
5 → НФ
4 СбФ
6
Соль гексафторарсената также была получена аналогичной реакцией с пентафторидом мышьяка при 120 °C: [ 5 ]
- НФ
3 + Ф
2 + АсФ
5 → НФ
4 АсФ
6
Реакция трифторида азота с фтором и трифторидом бора при 800 ° C дает соль тетрафторбората: [ 6 ]
- НФ
3 + Ф
2 + парень
3 → НФ
4 парня
4
НФ +
4 соли также можно получить фторированием NF.
3 с дифторидом криптона ( КрФ
2 ) и фториды формы MF
n , где M — Sb, Nb, Pt, Ti или B. Например, реакция NF
3 с КрФ
2 и ТиФ
4 дает [NF +
4 ]
2 ТиФ 2−
6 . [ 7 ]
Многие соли тетрафтораммония можно получить реакциями метатезиса .
Реакции
[ редактировать ]Соли тетрафтораммония чрезвычайно гигроскопичны . НФ +
Ион 4 при растворении в воде легко разлагается на NF
3 , Ч
22F +
и газообразный кислород . Немного перекиси водорода ( H
22О
2 ) также образуется в ходе этого процесса: [ 5 ]
- НФ +
4 + Ч
2О → НФ
3 + Ч
22F +
+ 1 ⁄ 2 O
2
- НФ +
4 + 2 часа
2О → НФ
3 + Ч
22F +
+ Ч
22О
2
Реакция НФ +
4 СбФ −
6 с нитратами щелочных металлов дает нитрат фтора , FONO
2 . [ 4 ]
Характеристики
[ редактировать ]Потому что НФ +
4 соли разрушаются водой, воду нельзя использовать в качестве растворителя. Вместо этого трифторид брома , пентафторид брома , пентафторид йода или безводный фторид водорода . можно использовать [ 8 ]
Соли тетрафтораммония обычно не имеют цвета. Однако некоторые из них окрашены из-за других элементов в них. (НФ +
4 )
2 КрФ 2−
6 , (НФ +
4 )
2 НиФ 2−
6 и (НФ +
4 )
2 ПТФ 2−
6 имеют красный цвет, а (NF +
4 )
2 МнФ 2−
6 , НФ +
4 ст.к.л. −
7 , НФ +
4 УФ −
5 и НФ +
4 ХеФ −
7 желтых. [ 8 ]
Приложения
[ редактировать ]НФ +
важны 4 соли. Для твердотопливного ЯФ
3 –Ф
2 газогенератора. Их применяют также как реагенты для электрофильного фторирования ароматических соединений в органической химии . [ 5 ] Будучи фторирующими агентами, они также достаточно сильны, чтобы реагировать с метаном. [ 9 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Никитин, ИВ; Росоловский В.Ю. (1985). «Соли тетрафтораммония». Российское химическое обозрение . 54 (5): 426. Бибкод : 1985RuCRv..54..426N . дои : 10.1070/RC1985v054n05ABEH003068 . S2CID 250864362 .
- ^ Кристе, КО; Уилсон, WW (1982). «Перфтораммоний и соли щелочных металлов анионов гептафтороксенона (VI) и октафтороксенона (VI)». Неорганическая химия . 21 (12): 4113–4117. дои : 10.1021/ic00142a001 .
- ^ Кристе, КО; Уилсон, WW (1986). «Синтез и характеристика тетрафторобромата тетрафтораммония (1+) (1-) и тетрафтороксобромата тетрафтораммония (1+) (1-)». Неорганическая химия . 25 (11): 1904–1906. дои : 10.1021/ic00231a038 .
- ^ Перейти обратно: а б Хоге, Б.; Кристе, КО (2001). «Об устойчивости НФ +
4 НЕТ −
3 и новый синтез нитрата фтора». Журнал химии фтора . 110 (2): 87–88. doi : 10.1016/S0022-1139(01)00415-8 . - ^ Перейти обратно: а б с д и Сайкс, AG (1989). Достижения неорганической химии . Академическая пресса. ISBN 0-12-023633-8 .
- ^ Патнаик, Прадьот (2002). Справочник неорганических химикатов . МакГроу-Хилл Профессионал. ISBN 0-07-049439-8 .
- ^ Джон Х. Холлоуэй; Эрик Г. Хоуп (1998). А. Г. Сайкс (ред.). Достижения неорганической химии . Академическая пресса. стр. 60–61 . ISBN 0-12-023646-Х .
- ^ Перейти обратно: а б Сайкс, А.Г. (17 июля 1989 г.). Достижения неорганической химии . Академическая пресса. п. 154. ИСБН 9780080578828 . Проверено 22 июня 2014 г.
- ^ Ола, Джордж А.; Гарц, Николай; Расул, Голам; Ван, Ци; Пракаш, Г.К. Сурья; Казанова, Джозеф; Кристе, Карл О. (1 июня 1994 г.). «Электрофильное фторирование метана эквивалентными солями N2F+ и NF4+ F+». Журнал Американского химического общества . 116 (13): 5671–5673. дои : 10.1021/ja00092a018 . ISSN 0002-7863 .