Дифтордисульфандифторид
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК 1,1,1,2-тетрафтор-1λ 4 -дисульфан | |
| Другие имена 1,2-дифтордисульфан 1,1-дифторид | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID | |
| Характеристики | |
| С 2 Ж 4 | |
| Молярная масса | 140.124 g/mol [1] |
| Появление | жидкость |
| Плотность | 1.81 [2] |
| Температура плавления | -98 ° C (-144 ° F; 175 К) [2] |
| Точка кипения | 39 ° С (102 ° F; 312 К) [2] |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
1,1,1,2-тетрафтордисульфан , также известный как 1,2-дифтордисульфан. 1,1-дифторид или просто дифтордисульфандифторид ( FSSF 3 ) представляет собой нестабильное молекулярное соединение фтора и серы . Молекула имеет пару атомов серы: один атом фтора на одной сере и три атома фтора на другой. У него есть необычное свойство: все длины связей различны. [3] Прочность связи не коррелирует с длиной связи, но обратно пропорциональна силовой постоянной ( правило Бэджера ). [3] Молекулу можно рассматривать как тетрафторид серы , в котором атом серы внедрен в SF-связь. [3]
Атомы помечены атомом серы, соединенным с тремя атомами фтора, как S hyp (гипервалент) и S top . Атомы фтора обозначены F top , присоединенными к S top и на гипервалентном атоме S: F цис , ближайший атом F к F top , F транс самый дальний атом F от F top и F eq . [3]
Карловиц впервые определил структуру в 1983 году. [3]
| атом 1 | атом 2 | длина связи Å [3] | энергия диссоциации связи ккал/моль [3] | угол связи с осью SS ° [4] |
|---|---|---|---|---|
| F топ | Останавливаться | 1.62 | 86.4 | 105 |
| F цис | S hyp | 1.67 | 102.1 | 76 |
| Ф транс | S hyp | 1.77 | 97.8 | 92 |
| F экв | S hyp | 1.60 | 86.7 | 106 |
| Останавливаться | S hyp | 2.08 |
F eq составляет 90° от F trans и 84° от F cis , а кручение по сравнению с F top составляет около 95°. [4]
Реакции
[ редактировать ]Реакция димеризации 2SF 2 ⇌ FSSF 3 обратима. [5] Он также диспропорционирует: SF 2 + FSSF 3 → FSSF + SF 4 . [5] Побочная реакция также дает промежуточный продукт F 3 SSSF 3 . [6] Фтороводород катализирует диспропорционирование на серу и тетрафторид серы, образуя реакционноспособную промежуточную молекулу HSF. [7] Когда FSSF 3 диссоциирует, цис- атом F образует новую связь с верхним атомом S, и связь SS разрывается. [3] В виде газа в условиях окружающей среды и абсолютной чистоты FSSF 3 разлагается с периодом полураспада около 10 часов. Диспропорция до SSF 2 и SF 4, катализируемая фторидами металлов, может происходить менее чем за одну секунду. Однако он неопределенно стабилен при температуре -196 ° C. [4]
По расчетам, симметричная молекула F 2 SSF 2 имеет энергию на 15,1 ккал/моль выше, чем FSSF 3 . [3]
FSSF 3 легко гидролизуется водой. [8]
FSSF 3 самопроизвольно реагирует с газообразным кислородом с образованием тионилфторида , единственного фторида серы, которому для этого не нужна никакая помощь. [8] FSSF 3 реагирует с медью при высоких температурах с образованием фторида и сульфида меди. [8]
Формирование
[ редактировать ]SF 3 SF можно получить в лаборатории, SCl 2 пропуская пары под низким давлением (10 мм рт. ст.) над фторидом калия или фторидом ртути, нагретыми до 150 °C. Побочные продукты включают FSSF, SSF 2 , SF 4 , SF 3 SCl и FSSCl. [8] SF 3 SCl можно удалить из этой смеси реакцией с ртутью. [8] Отделение фторидов серы может быть достигнуто низкотемпературной перегонкой. SF 3 SF перегоняется чуть выше -50°C. [9]
SF 3 SF также производится в небольших количествах путем реакции серы с фторидом серебра или фотолизом дифторида дисеры и SSF 2 . [8] Молекула образуется в результате димеризации дифторида серы . [3]
Характеристики
[ редактировать ]Спектр ядерного магнитного резонанса FSSF 3 показывает четыре полосы, каждая из восьми линий при -53,2, -5,7, 26,3 и 204,1 м.д. [5]
FSSF 3 стабилен в твердом состоянии, в жидкости при температуре ниже -74 °C и растворен в других жидкостях фторида серы. [8] В этом отличие от SF 2 , который стабилен только в разбавленном состоянии. [8]
Полосы инфракрасных колебаний для FSSF 3 находятся при 810, 678, 530, 725 и 618(СС) см. −1 . [8]
Связанный
[ редактировать ]Родственное соединение FSSSF 3 имеет аналогичную структуру, но с дополнительным атомом серы в цепи. Тиотионилтетрафторид, S=SF 4 может существовать в виде газа. Он менее энергетически выгоден FSSF 3 на 37 кДж/моль, но имеет высокий энергетический барьер 267 кДж/моль. [10] Однако он может быстро диспропорционироваться с серой и тетрафторидом серы. [10] Другими известными фторидами серы являются дифторид серы , тетрафторид серы , гексафторид серы , декафторид дисеры , дифторид дисеры и тионилфторид , дифтортрисульфан и дифтортетрасульфан . [10] атом F Верхний может быть замещен Cl с получением ClSSF 3 (2-хлор-1,1,1-трифтордисульфан). [5]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с «Дисульфан, 1,1,1,2-тетрафторид» . ХимИДплюс . Национальная медицинская библиотека США.
- ^ Перейти обратно: а б с Хаас, А.; Уиллнер, Х. (март 1980 г.). «Фториды халькогена в низких степенях окисления. IV. Представление и характеристика чистого S2F4». Журнал неорганической и общей химии . 462 (1): 57–60. дои : 10.1002/zaac.19804620107 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Линдквист, Бет Энн (2014). понимание химии серосодержащих молекул (PDF) (Диссертация). Урбана, Иллинойс. Архивировано из оригинала (PDF) 16 августа 2021 г. Проверено 8 ноября 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Карловиц, Майкл В.; Оберхаммер, Хайнц; Виллнер, Хельге; Боггс, Джеймс Э. (июль 1983 г.). «Структурное определение неподатливой молекулы (S2F4)». Журнал молекулярной структуры . 100 : 161–177. Бибкод : 1983JMoSt.100..161C . дои : 10.1016/0022-2860(83)90090-X .
- ^ Перейти обратно: а б с д Зил, Фриц; Буденц, Рудольф; Гомблер, Вилли (июнь 1970 г.). «1,2-дифтордисульфан-1,1-дифторид и 1-фтор-2-хлордисульфан-1,1-дифторид». Химические отчеты . 103 (6): 1701–1708. дои : 10.1002/cber.19701030606 .
- ^ Лоскинг, О.; Уиллнер, Х. (1974). Низшие фториды серы . Достижения неорганической химии и радиохимии. Том. 16. С. 140–141 . дои : 10.1016/S0065-2792(08)60294-0 . ISBN 9780120236169 .
- ^ Сил, Ф.; Штейн, Р. (октябрь 1979 г.). «Получение 1,2-дифтордисульфан-1,1-дифторида из дифтордисульфана в тлеющем разряде». Журнал химии фтора (на немецком языке). 14 (4): 339–346. дои : 10.1016/S0022-1139(00)82977-2 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Зил, Ф. (1974). Низшие фториды серы . Достижения неорганической химии и радиохимии. Том. 16. С. 297–333 . дои : 10.1016/S0065-2792(08)60294-0 . ISBN 9780120236169 .
- ^ Сил, Ф.; Рот, Дж. (1984). «Исследование серофтористых соединений методами кодстилляции и сосублимации в трубке Кэди». Журнал Фрезениуса по аналитической химии (на немецком языке). 319 (8): 910–914. дои : 10.1007/BF00487070 . S2CID 101618324 .
- ^ Перейти обратно: а б с Штойдель, Яна; Штойдель, Ральф; Вонг, Минг Ва; Ленц, Дитер (сентябрь 2001 г.). «Изучение газофазных реакций ab initio MO 2 SF2 → FS-SF3 → S = SF4 — молекулярные структуры, энтальпии реакций и энергии активации». Европейский журнал неорганической химии . 2001 (10): 2543–2548. doi : 10.1002/1099-0682(200109)2001:10<2543::AID-EJIC2543>3.0.CO;2-6 .
Дополнительное чтение
[ редактировать ]- Линдквист, Бет А.; Энгдал, Алайна Л.; Вун, Дэвид Э.; Даннинг, Том Х. (30 октября 2014 г.). «Понимание электронной структуры изомеров тетрафторида дисеры на основе обобщенной теории валентных связей». Журнал физической химии А. 118 (43): 10117–10126. Бибкод : 2014JPCA..11810117L . дои : 10.1021/jp5085444 . ПМИД 25271848 .
- Лёскинг, О.; Уиллнер, Х.; Баумгертель, Х.; Йохимс, Х.В.; Рюль, Э. (ноябрь 1985 г.). «Фториды халькогенов в низких степенях окисления. X Термохимические данные и фотоионизационные масс-спектры SSF2, FSSF, SF3SF и SF3SSF». Журнал неорганической и общей химии (на немецком языке). 530 (11): 169–177. дои : 10.1002/zaac.19855301120 . Что происходит при облучении ультрафиолетовыми фотонами.
- Генри, Рзепа (12 сентября 2013 г.). «Димер SF2: маленькое — красиво (и странно)» . Генри Рзепа . Проверено 9 ноября 2016 г. анимация диссоциации
- Экстанс, Энди (12 сентября 2013 г.). «Димер дифторида серы обнаруживает странность связи» . Химический мир . Проверено 9 ноября 2016 г.