Pentafluorid dusíku - Nitrogen pentafluoride

Pentafluorid dusíku
Jména
Název IUPAC
Pentafluorid dusíku
Identifikátory
3D model (JSmol )
Vlastnosti
NF5
Molární hmotnost108,999 g / mol
Struktura
trigonální bipyramidální
0 D
Související sloučeniny
jiný kationty
Pentafluorid fosforečný
Pentafluorid arsenitý
Antimonový pentafluorid
Pentafluorid bismutitý
Související sloučeniny
Dusíkatý fluorid
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Pentafluorid dusíku je teoretická sloučenina dusík a fluor předpokládá se, že existuje na základě existence pentafluoridy atomů pod dusíkem v periodické tabulce, jako je pentafluorid fosforečný. Teoretické modely pentafluoridu dusíku (NF5) molekuly jsou buď a trigonální bipyramidální kovalentně vázaná molekula se skupinou symetrie D3h nebo NF+
4F−, což by byla iontová pevná látka. Také příbuzná sloučenina NH+
4F− je známo.[2]

Iontová pevná látka

V roce 1966 W. E. Tolberg poprvé syntetizoval pětmocnou dusíkatou sloučeninu dusíku a fluoru, když tetrafluoroamonium sloučeniny, tetrafluoramonium hexafluorantimonát NF4SbF6 a tetrafluoramoniumhexafluorosenát NF4AsF6 byly provedeny.[3] V roce 1971 C. T. Goetschel oznámil přípravu NF4BF4 a také produkoval bílou pevnou látku, o které se předpokládá tetrafluoramonium-fluorid (NF+
4F−). To bylo vyrobeno zpracováním trifluoridu dusíku a fluoru 3 MeV elektronovým zářením při 77 K. Rozložilo se nad 143 K zpět na tyto složky.[3] Teoretické studie také ukazují, že je velmi pravděpodobné, že se iontová sloučenina rozloží fluorid dusitý a fluor plyn.[4]

Karl O. Christe syntetizovaný bis (tetrafluoramonium) hexafluoroniklát (NF4)2NiF6.[5] Připravil také sloučeniny s manganem, fluorouranátem, chloristanem, fluorosíranem a N2F+
3 soli.[6] Christe se pokusila vytvořit NF4F metatezou NF4SbF6 s CsF v HF rozpouštědle při 20 ° C. Avšak varianta, tetrafluoramonium bifluorid (NF4HF2·nHF), byl vyroben. Při pokojové teplotě to byla mléčná kapalina, ale po ochlazení byla pastovitá. Při -45 ° C měl formu bílé pevné látky. Když se znovu zahřál, napěnil se a vydával F2, HF a NF3 jako plyny.[6] To má CAS číslo 71485-49-9.[7]

I. J. Solomon věřil, že pentafluorid dusíku byl vyroben tepelným rozkladem NF4AsF6, ale experimentální výsledky nebyly reprodukovány.[8]

Dominik Kurzydłowski a Patryk Zaleski-Ejgierd předpovídají, že směs fluoru a trifluoridu dusíku pod tlakem mezi 10 a 33 GPa tvoří NF+
4F− s vesmírná skupina R3m. Jedná se o vysokotlakou oxidaci. Více než 33 GPa vytvoří stabilní iontovou sloučeninu se vzorcem (NF+
4)2NF−
6F– s vesmírnou skupinou I4 / m. Předpokládá se, že přes 151 GPa se transformuje na NF+
4NF−
6 s vesmírnou skupinou P4 / n.[9] NF5 molekulární sloučenina není stabilní za žádných tlakových podmínek.

  • NF4+F− R3m struktura

  • (NF4+)2NF6−F− I4 / m struktura

  • NF4+NF6− P4 / n struktura

Molekula

Možné struktury NF5

Pro NF5 molekuly, která má vzniknout, musí být kolem atomu dusíku uspořádáno pět atomů fluoru. Není k dispozici dostatek místa k tomu nejkompaktnějším způsobem, takže délky vazeb jsou nuceny být delší. Výpočty ukazují, že NF5 molekula je termodynamicky příznivě nakloněna k tvorbě NF4 a radikály F s energií 36 kJ / mol a přechodovou bariérou kolem 67–84 kJ / mol.[10] Pentafluorid dusíku také porušuje oktetové pravidlo ve kterých jsou sloučeniny s osmi elektrony vnějšího obalu zvláště stabilní.[2]

Reference

  1. ^ Jäger, Susanne; von Jouanne, Jörn; Keller-Rudek, Hannelore; Koschel, Dieter; Kuhn, Peter; Merlet, Peter; Rupecht, Sigrid; Vanecek, Hans; Wagner, Joachim (1986). F Fluor: Sloučeniny s kyslíkem a dusíkem. Gmelin Handbook of Anorganic Chemistry. 4. Berlín: Springer. str. 163. doi:10.1007/978-3-662-06339-2. ISBN  978-3-662-06341-5. Citováno 29. srpna 2015.
  2. ^ A b Lewars, Errol G. (3. listopadu 2008). „Pentafluorid dusíku a příbuzné sloučeniny“. Modelovací zázraky: výpočetní očekávání nových molekul. Springer. 53–67. doi:10.1007/978-1-4020-6973-4_4. ISBN  978-1-4020-6972-7.
  3. ^ A b Goetschel, C. T .; V. A. Campanile; R. M. Curtis; K. R. Loos; C. D. Wagner; J. N. Wilson (červenec 1972). "Příprava a vlastnosti perfluoramoniumtetrafluoroborátu, NF+
    4    BF−
    4    a možná syntéza pentafluoridu dusíku “. Anorganická chemie. 11 (7): 1696–1701. doi:10.1021 / ic50113a051.
  4. ^ Christe, Karl O .; William W. Wilson (prosinec 1992). „Pentafluorid dusíku: kovalentní NF5 versus iontový NF4+F− a studie o jeho nestabilitě “. Journal of the American Chemical Society. 114 (25): 9934–9936. doi:10.1021 / ja00051a027.
  5. ^ Christe, Karl O. (září 1977). "Syntéza a charakterizace bis (tetrafluoramonium) hexafluoroniklát". Anorganická chemie. 16 (9): 2238–2241. doi:10.1021 / ic50175a017.
  6. ^ A b Christe, Karl O. (23. května 1980). „Výzkumné studie v NF4+ Solí " (PDF). Rockwell. Citováno 23. února 2012.
  7. ^ Tetrafluoroamonium bifluorid
  8. ^ Christe, Karl O .; William W. Wilson; Gary J. Schrobilgen; Raman V. Chirakal; George A. Olah (březen 1998). "O existenci pentakoordinovaného dusíku". Anorganická chemie. 27 (5): 789–790. doi:10.1021 / ic00278a009.
  9. ^ Kurzydłowski, Dominik; Zaleski-Ejgierd, Patryk (3. listopadu 2016). „Hexakoordinovaný dusík (V) stabilizovaný vysokým tlakem“. Vědecké zprávy. 6: 36049. Bibcode:2016NatSR ... 636049K. doi:10.1038 / srep36049. PMC  5093683. PMID  27808104. otevřený přístup
  10. ^ Holger F. Bettinger, Paul v. R. Schleyer a Henry F. Schaefer III (27. října 1998). „NF5 - Životaschopný nebo ne? ". Journal of the American Chemical Society. 120 (44): 11439–11448. doi:10.1021 / ja9813921.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)