Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
2D-модель иона тетрафтораммония.

Тетрафтораммоний катион (также известная как perfluoroammonium ) представляет собой положительно заряженный ион с многоатомным химической формулой NF+
4. Это эквивалентно иону аммония, в котором атомы водорода, окружающие центральный атом азота , заменены фтором . [1] тетрафтораммонии ион изоэлектронный с тетрафторметаном CF
4, оксид трифторамина ONF
3и тетрафторборат BF-
4 анион.

Ион тетрафтораммония образует соли с большим разнообразием фторсодержащих анионов. К ним относятся анион бифторида ( HF-
2), тетрафторбромат ( BrF-
4), пентафториды металлов ( MF-
5где M - Ge , Sn или Ti ), гексафториды ( MF-
6где M представляет собой P , As , Sb , Bi или Pt ), гептафториды ( MF-
7где M представляет собой W , U или Xe ), октафториды ( XeF2-
8), [2] различные оксифториды ( MF
5О-
где M - W или U; FSO-
3, BrF
4О-
) и перхлорат ( ClO-
4). [3] Попытки сделать нитратную соль, NF
4НЕТ
3, оказались безуспешными из-за быстрого фторирования: NF+
4+ НЕТ-
3→ NF
3+ FONO
2. [4]

Структура [ править ]

Геометрия иона тетрафтораммония тетраэдрическая , с расчетной длиной связи азот-фтор 124  пм . Все атомы фтора находятся в эквивалентных положениях. [5]

Синтез [ править ]

Тетрафтораммоний соли получают окислением трифторида азота с фтором в присутствии сильной кислоты Льюиса , который действует как фторид иона акцептора. В оригинальном синтезе, выполненном Толбергом, Рьюиком, Стрингхемом и Хиллом в 1966 году, в качестве кислоты Льюиса используется пентафторид сурьмы : [5]

NF
3+ F
2+ SbF
5→ NF
4SbF
6

Соль гексафторарсената была также получена аналогичной реакцией с пентафторидом мышьяка при 120 ° C: [5]

NF
3+ F
2+ AsF
5→ NF
4AsF
6

Реакция трифторида азота с фтором и трифторидом бора при 800 ° C дает тетрафторборатную соль: [6]

NF
3+ F
2+ BF
3→ NF
4BF
4

NF+
4соли также могут быть получены фторированием NF
3с дифторидом криптона ( KrF
2) и фториды вида MF
п, где M - Sb, Nb, Pt, Ti или B. Например, реакция NF
3с KrF
2и TiF
4дает [NF+
4]
2TiF2-
6. [7]

Многие соли тетрафтораммония можно получить реакциями метатезиса .

Реакции [ править ]

Соли тетрафтораммония чрезвычайно гигроскопичны . NF+
4ион легко гидролизуется до трифторида азота, H2F+, и газообразный кислород :

2 НФ+
4+ 2 часа
2O → 2 НФ
3+ 2 часа
2F+
+ O
2

Немного перекиси водорода ( H
2О
2) также образуется в ходе этого процесса. [5]

Реакция НФ+
4SbF-
6с нитратами щелочных металлов образует нитрат фтора , FONO
2. [4]

Свойства [ править ]

Поскольку соли тетрафтораммония разрушаются водой, воду нельзя использовать в качестве растворителя. Вместо этого в качестве растворителя для растворения этих солей можно использовать безводный фтористый водород или пентафторид брома . [8]

Соли тетрафтораммония обычно не имеют окраски. Однако некоторые окрашены из-за наличия в них других элементов. Красные соли включают (NF+
4)
2CrF2-
6, (NF+
4)
2NiF2-
6и (NF+
4)
2PtF2-
6. (NF+
4)
2MnF2-
6, NF+
4UF-
7, NF+
4UOF-
5и NF+
4XeF-
7желтые. [8]

Приложения [ править ]

NF+
4соли важны для твердого ракетного топлива NF
3–F
2газовые генераторы. Они также используются в качестве реагентов для электрофильного фторирования ароматических соединений в органической химии . [5] Его соли также являются достаточно сильными фторирующими агентами, чтобы реагировать с метаном. [9]

См. Также [ править ]

  • Трифтороксоний
  • Пентафторид азота

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Никитин, И.В. Росоловский В.Ю. (1985). «Соли тетрафтораммония». Российские химические обзоры . 54 (5): 426. Bibcode : 1985RuCRv..54..426N . DOI : 10,1070 / RC1985v054n05ABEH003068 .
  2. ^ Кристе, нокаут; Уилсон, WW (1982). «Перфтораммониевые и щелочные соли анионов гептафтороксенона (VI) и октафтороксенона (VI)». Неорганическая химия . 21 (12): 4113–4117. DOI : 10.1021 / ic00142a001 .
  3. ^ Кристе, нокаут; Уилсон, WW (1986). «Синтез и характеристика тетрафтораммония (1+), тетрафторбромата (1-) и тетрафтораммония (1+) тетрафтороксобромата (1-)». Неорганическая химия . 25 (11): 1904–1906. DOI : 10.1021 / ic00231a038 .
  4. ^ а б Hoge, B .; Кристе, КО (2001). «Об устойчивости NF+
    4    НЕТ-
    3    и новый синтез нитрата фтора ». Journal of Fluorine Chemistry . 110 (2): 87–88. doi : 10.1016 / S0022-1139 (01) 00415-8 .
  5. ^ a b c d e Sykes, AG (1989). Успехи неорганической химии . Академическая пресса. ISBN 0-12-023633-8.
  6. ^ Patnaik, Pradyot (2002). Справочник неорганических химикатов . McGraw-Hill Professional. ISBN 0-07-049439-8.
  7. ^ Джон Х. Холлоуэй; Эрик Г. Хоуп (1998). А.Г. Сайкс (ред.). Успехи неорганической химии . Академическая пресса. стр.  60 -61. ISBN 0-12-023646-X.
  8. ^ a b Сайкс, AG (1989-07-17). Успехи неорганической химии . Академическая пресса. п. 154. ISBN 9780080578828. Проверено 22 июня 2014 .
  9. ^ Olah, Джордж A .; Харц, Николай; Расул, Голам; Ван, Ци; Пракаш, Г. К. Сурья; Казанова, Джозеф; Кристе, Карл О. (1994-06-01). "Электрофильное фторирование метана солями, эквивалентными" F + "N2F + и NF4 +". Журнал Американского химического общества . 116 (13): 5671–5673. DOI : 10.1021 / ja00092a018 . ISSN 0002-7863 .