Difluorodisulfandifluorid - Difluorodisulfanedifluoride

difluorodisulfandifluorid
Disulfur-tetrafluoride-3D-balls.png
Jména
Název IUPAC
1,1,1,2-tetrafluor-lλ4-disulfan
Ostatní jména
1,2-difluorodisulfan 1,1-difluorid;
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChemSpider
Vlastnosti
FSSF3
Molární hmotnost140,124 g / mol[1]
Vzhledkapalný
Hustota1.81[2]
Bod tání-98 ° C[2]
Bod varu39 ° C[2]
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

1,1,1,2-tetrafluorodisulfan, také známý jako 1,2-difluorodisulfan 1,1-difluorid nebo prostě difluorodisulfandifluorid (FSSF3) je nestabilní molekulární sloučenina z fluor a síra. Molekula má pár atomů síry, přičemž jeden atom fluoru je na jednom atomu síry a tři atomy fluoru na druhém. Má neobvyklou vlastnost, že všechny délky vazby jsou rozdílní.[3] The pevnost vazby nekoreluje s délkou vazby, ale je nepřímo korelována s konstanta síly (Badgerovo pravidlo ).[3] Molekula může být považována za tetrafluorid síry ve kterém je atom síry vložen do vazby S-F.[3]

Atomy jsou označeny atomem síry připojeným ke třem atomům fluoru jako Shyp (pro hypervalenta) a Shorní. Atomy fluoru jsou označeny Fhorní připojený k Shornía na hypervalentním atomu S: Fcis, nejbližší atom F k Fhorní, Ftrans nejvzdálenější atom F od Fhornía F.ekv[3]

Carlowitz nejprve určil strukturu v roce 1983.[3]

atom 1atom 2délka vazby A[3]energie disociace vazby
kcal / mol[3]		úhel vazby k ose S-S °[4]
FhorníShorní1.6286.4105
FcisShyp1.67102.176
FtransShyp1.7797.892
FekvShyp1.6086.7106
ShorníShyp2.08

Fekv je 90 ° od F.transa 84 ° od Fcisa torze ve srovnání s Fhorní je asi 95 °.[4]

Reakce

Dimerizační reakce 2SF2 ⇌ FSSF3 je reverzibilní.[5] Rovněž nepřiměřené: SF2 + FSSF3 → FSSF + SF4.[5] Boční reakce také produkuje meziprodukt F3SSSF3.[6] fluorovodík katalyzuje disproporcionaci na síru a tetrafluorid síry vytvořením reaktivní meziproduktové molekuly HSF.[7]Když FSSF3 disociuje, Fcis atom vytváří novou vazbu na Shorní atom a vazba S-S se rozbije.[3]Jako plyn, za okolních a naprosto čistých podmínek, FSSF3 rozkládá se s poločasem asi 10 hodin. Neproporcionality k SSF2 a SF4 katalyzované fluoridy kovů může probíhat za méně než jednu sekundu. Je však neomezeně stabilní při -196 ° C.[4]

Symetrická molekula F2SSF2 se vypočítá o 15,1 kcal / mol vyšší energie než FSSF3.[3]

FSSF3 se snadno hydrolyzuje vodou.[8]

FSSF3 spontánně reaguje s kyslíkovým plynem thionylfluorid, jediný fluorid sírový, který k tomu nepotřebuje žádnou pomoc.[8]FSSF3 reaguje s mědí při vysokých teplotách za vzniku fluoridu měďnatého a sulfidu měďnatého.[8]

Formace

SF3SF lze vyrobit v laboratoři při nízkém tlaku (10 mm) SCl2 pára přechází fluorid draselný nebo fluorid rtuťnatý zahřátá na 150 ° C. Mezi vedlejší produkty patří FSSF, SSF2, SF4, SF3SCI a FSSCl.[8] SF3SCI lze z této směsi odstranit reakcí se rtutí.[8] Oddělení fluoridů síry lze dosáhnout destilací za nízké teploty. SF3SF destiluje těsně nad -50 ° C.[9]

SF3SF se také vyrábí v malých množstvích reakcí síry s fluorid stříbrný nebo fotolýza difluorid disulfur a SSF2.[8]Molekula je tvořena dimerizací difluorid síry.[3]

Vlastnosti

The nukleární magnetická rezonance spektrum FSSF3 ukazuje čtyři pásma, každý z osmi řádků při -53,2, -5,7, 26,3 a 204,1 ppm.[5]

FSSF3 je stabilní jako pevná látka, jako kapalina pod -74 ° C a rozpuštěna v jiných kapalinách obsahujících fluorid sírový.[8] To je na rozdíl od SF2 který je stabilní pouze jako zředěný plyn.[8]

Infračervené vibrační pásy pro FSSF3 jsou na 810, 678, 530, 725 a 618 (S-S) cm−1.[8]

Příbuzný

Příbuzná sloučenina FSSSF3 má podobnou strukturu, ale s dalším atomem síry v řetězci. Thiothionyltetrafluorid, S = SF4 může existovat jako plyn. Pro FSSF je energeticky méně příznivý3 o 37 kJ / mol, ale má vysokou energetickou bariéru 267 kJ / mol.[10] Může se však rychle disproporcionovat s sírou a tetrafluoridem sírovým.[10] Další známé fluoridy síry jsou difluorid síry, tetrafluorid síry, fluorid sírový, disulfur dekafluorid, difluorid disulfur a 1,1-difluorodisulfan, difluorotrisulfan, a difluorotetrasulfan.[10] Fhorní atom může být substituován Cl, čímž se získá ClSSF3 (2-chlor-1,1,1 -trifluorisulfan).[5]

Reference

  1. ^ A b C „Disulfan, 1,1,1,2-tetrafluorid“. ChemIDplus. Americká národní lékařská knihovna.
  2. ^ A b C Haas, A .; Willner, H. (březen 1980). „Chalkogenfluorid in niedrigen Oxydationsstufen. IV. Darstellung und Charakterisierung von reinem S2F4“. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 462 (1): 57–60. doi:10.1002 / zaac.19804620107.
  3. ^ A b C d E F G h i j Lindquist, Beth Anne (2014). pohledy na chemii molekul obsahujících síru (PDF) (Teze). Urbana, Illinois.
  4. ^ A b C Carlowitz, Michael V .; Oberhammer, Heinz; Willner, Helge; Boggs, James E. (červenec 1983). "Strukturální stanovení vzpurné molekuly (S2F4)". Journal of Molecular Structure. 100: 161–177. Bibcode:1983JMoSt.100..161C. doi:10.1016 / 0022-2860 (83) 90090-X.
  5. ^ A b C d Seel, Fritz; Budenz, Rudolf; Gombler, Willy (červen 1970). „1,2-Difluor-disulfan-1,1-difluorid a 1-fluor-2-chlor-disulfan-1,1-difluorid“. Chemische Berichte. 103 (6): 1701–1708. doi:10.1002 / cber.19701030606.
  6. ^ Losking, O .; Willner, H. (1974). Fluoridy s nižším obsahem síry. Pokroky v anorganické chemii a radiochemii. 16. str.140–141. doi:10.1016 / S0065-2792 (08) 60294-0. ISBN  9780120236169.
  7. ^ Seel, F .; Stein, R. (říjen 1979). „Darstellung des 1,2-difluordisulfan-1,1-difluorids aus difluordisulfan in einer glimmentladung“. Journal of Fluorine Chemistry (v němčině). 14 (4): 339–346. doi:10.1016 / S0022-1139 (00) 82977-2.
  8. ^ A b C d E F G h i Seel, F. (1974). „Fluoridy s nižší sírou“. Pokroky v anorganické chemii a radiochemii. 16: 297–333. doi:10.1016 / S0065-2792 (08) 60294-0. ISBN  9780120236169. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  9. ^ Seel, F .; Roth, J. (1984). „Untersuchung von Schwefel-Fluor-Verbindungen durch Codestillation und Cosublimation im Cady-Rohr“. Fresenius 'Zeitschrift für analytische Chemie (v němčině). 319 (8): 910–914. doi:10.1007 / BF00487070.
  10. ^ A b C Steudel, Yana; Steudel, Ralf; Wong, Ming Wah; Lentz, Dieter (září 2001). „Ab initio MO Study of the Gas-Phase Reactions 2 SF2 → FS − SF3 → S = SF4 - Molekulární struktury, reakční entalpie a aktivační energie“. European Journal of Anorganic Chemistry. 2001 (10): 2543–2548. doi:10.1002 / 1099-0682 (200109) 2001: 10 <2543 :: AID-EJIC2543> 3.0.CO; 2-6.

Extra čtení

  • Lindquist, Beth A .; Engdahl, Alaina L .; Woon, David E .; Dunning, Thom H. (30. října 2014). „Pohledy na elektronovou strukturu izomeru tetrafluoridu disulfuru z teorie generovaných valenčních vazeb“. The Journal of Physical Chemistry A. 118 (43): 10117–10126. Bibcode:2014JPCA..11810117L. doi:10.1021 / jp5085444.
  • Lösking, O .; Willner, H .; Baumgärtel, H .; Jochims, H. W .; Rühl, E. (listopad 1985). „Chalkogenfluoride in niedrigen Oxydationsstufen. X Thermochemische Daten und Photoionisations-Massenspektren von SSF2, FSSF, SF3SF und SF3SSF“. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (v němčině). 530 (11): 169–177. doi:10.1002 / zaac.19855301120. Co se stane, když je ozářeno ultrafialovými fotony.
  • Henry, Rzepa (12. září 2013). „Dimer SF2: small is beautiful (and weird)“. Henry Rzepa. Citováno 9. listopadu 2016. animace disociace
  • Prodloužení, Andy (12. září 2013). „Dimer síry a difluoridu odhaluje podivnost vazby“. Chemický svět. Citováno 9. listopadu 2016.