Пентафторид азота - Nitrogen pentafluoride

Пентафторид азота
Имена
Название ИЮПАК
Пентафторид азота
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
Характеристики
NF5
Молярная масса108,999 г / моль
Структура
тригонально-бипирамидный
0 D
Родственные соединения
Другой катионы
Пентафторид фосфора
Пентафторид мышьяка
Пентафторид сурьмы
Пентафторид висмута
Родственные соединения
Трифторид азота
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Пентафторид азота теоретическое соединение азот и фтор гипотеза о существовании которого предполагается на основании существования пентафториды атомов ниже азота в периодической таблице, например пентафторид фосфора. Теоретические модели пентафторида азота (NF5) молекулы являются либо тригонально-бипирамидный ковалентно связанная молекула с группой симметрии D3ч, или NF+
4F−, который был бы ионным твердым телом. Также родственное соединение NH+
4F− известен.[2]

Ионное твердое тело

В 1966 г. В. Э. Толберг впервые синтезировал пятивалентное азотистое соединение азота и фтора, когда тетрафтораммоний соединения, гексафторантимонат тетрафтораммония NF4SbF6 и гексафторарсенат тетрафтораммония NF4AsF6 был сделан.[3] В 1971 г. К. Т. Гетчель объявил о подготовке NF.4BF4 а также произвел белое твердое вещество, предположительно фторид тетрафтораммония (NF+
4F−). Это было сделано путем обработки трифторида азота и фтора электронным излучением 3 МэВ при 77 К. Он разложился обратно на эти ингредиенты при температуре выше 143 К.[3] Теоретические исследования также показывают, что ионное соединение с высокой вероятностью разлагается до трифторид азота и фтор газ.[4]

Карл О. Кристе синтезированный бис (тетрафтораммоний) гексафтороникелат (NF4)2NiF6.[5] Он также приготовил соединения с марганцем, фторуранатом, перхлоратом, фторсульфатом и N2F+
3 соли.[6] Кристе попыталась сделать NF4F по метатезису NF4SbF6 с CsF в растворителе HF при 20 ° C. Однако вариант, бифторид тетрафтораммония (NF4HF2·пHF), был произведен. При комнатной температуре это была жидкость молочного цвета, но при охлаждении становилась пастообразной. При -45 ° C он имел форму белого твердого вещества. При повторном нагревании он вспенивался, выделяя F2, HF и NF3 как газы.[6] Номер CAS 71485-49-9.[7]

И. Дж. Соломон считал, что пентафторид азота образуется при термическом разложении NF.4AsF6, но результаты экспериментов воспроизведены не были.[8]

Доминик Курзидловски и Патрик Залески-Эйгерд предсказывают, что смесь фтора и трифторида азота под давлением от 10 до 33 ГПа образует NF.+
4F− с космическая группа R3m. Это окисление под высоким давлением. Более 33 ГПа образует стабильное ионное соединение с формулой (NF+
4)2NF−
6F– с космической группой I4 / м. Прогнозируется, что более 151 ГПа превратится в NF.+
4NF−
6 с космической группой P4 / n.[9] А НФ5 молекулярное соединение нестабильно ни при каких условиях давления.

  • NF4+F− R3m структура

  • (NF4+)2NF6−F− I4 / м структура

  • NF4+NF6− P4 / n структура

Молекула

Возможные конструкции НФ5

Для НФ5 Для образования молекулы пять атомов фтора должны быть расположены вокруг атома азота. Недостаточно места, чтобы сделать это наиболее компактным способом, поэтому длина скрепления должна быть больше. Расчеты показывают, что NF5 Молекула термодинамически благоприятно склонна к образованию NF4 радикалы F с энергией 36 кДж / моль и барьером перехода около 67–84 кДж / моль.[10] Пентафторид азота также нарушает Правило октета в котором соединения с восемью электронами внешней оболочки особенно стабильны.[2]

Рекомендации

  1. ^ Егер, Сюзанна; фон Жуан, Йорн; Келлер-Рудек, Ханнелор; Кошель, Дитер; Кун, Питер; Мерле, Питер; Рупехт, Сигрид; Ванечек, Ганс; Вагнер, Иоахим (1986). F Фтор: соединения с кислородом и азотом. Справочник Гмелина по неорганической химии. 4. Берлин: Springer. п. 163. Дои:10.1007/978-3-662-06339-2. ISBN  978-3-662-06341-5. Получено 29 августа 2015.
  2. ^ а б Льюарс, Эррол Г. (3 ноября 2008 г.). «Пентафторид азота и родственные соединения». Чудеса моделирования: вычислительное ожидание новых молекул. Springer. С. 53–67. Дои:10.1007/978-1-4020-6973-4_4. ISBN  978-1-4020-6972-7.
  3. ^ а б Goetschel, C.T .; В. А. Кампаниль; Р. М. Кертис; К. Р. Лоос; К. Д. Вагнер; Дж. Н. Уилсон (июль 1972 г.). «Приготовление и свойства тетрафторбората перфтораммония, НФ.+
    4    BF−
    4    , и возможный синтез пентафторида азота ». Неорганическая химия. 11 (7): 1696–1701. Дои:10.1021 / ic50113a051.
  4. ^ Christe, Karl O .; Уильям В. Уилсон (декабрь 1992 г.). «Пентафторид азота: ковалентный NF5 по сравнению с ионным NF4+F− и исследования нестабильности последнего ". Журнал Американского химического общества. 114 (25): 9934–9936. Дои:10.1021 / ja00051a027.
  5. ^ Кристе, Карл О. (сентябрь 1977 г.). «Синтез и характеристика бис (тетрафтораммоний) гексафтороникелата». Неорганическая химия. 16 (9): 2238–2241. Дои:10.1021 / ic50175a017.
  6. ^ а б Кристе, Карл О. (23 мая 1980 г.). «Исследования в НФ4+ Соли » (PDF). Rockwell. Получено 23 февраля 2012.
  7. ^ Бифторид тетрафтораммония
  8. ^ Christe, Karl O .; Уильям У. Уилсон; Гэри Дж. Шробильген; Раман В. Чиракал; Джордж А. Олах (март 1998 г.). «О существовании пентакоординированного азота». Неорганическая химия. 27 (5): 789–790. Дои:10.1021 / ic00278a009.
  9. ^ Куржидловски, Доминик; Залески-Эйгерд, Патрик (3 ноября 2016 г.). «Гексакоординированный азот (V), стабилизированный высоким давлением». Научные отчеты. 6: 36049. Bibcode:2016НатСР ... 636049K. Дои:10.1038 / srep36049. ЧВК  5093683. PMID  27808104. открытый доступ
  10. ^ Хольгер Ф. Беттингер, Пол против Р. Шлейера и Генри Ф. Шефер III (27 октября 1998 г.). «НФ5 - Жизнеспособен или нет? ». Журнал Американского химического общества. 120 (44): 11439–11448. Дои:10.1021 / ja9813921.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)