Tetrafluorammónium

A tetrafluorammóniumion molekulakation, képlete NF+4. Az ammóniumion megfelelője a hidrogének helyén fluoratomokkal.^[1] Izoelektronos a CF₄-nal, a ONF₃-dal és a BF−4-tal.

Sót alkot számos fluortartalmú ionnal, például a hidrogénfluorid-anionnal (HF−2), a tetrafluorobromáttal (BrF−4), pentafluoridokkal (MF−5, M = Ge, Sn vagy Ti), hexafluoridokkal (MF−6, ahol M = P, As, Sb, Bi vagy Pt), heptafluoridokkal (MF−7, M = W, U vagy Xe), oktafluoroxenáttal (XeF2−8),^[2] bizonyos oxifluoridokkal (MF₅O⁻, ahol M = W vagy U, FSO−3, BrF₄O⁻) és ClO−4-tal.^[3] A nitrát (NF₄NO₃) előállítása a gyors florozás ( ${\ce {NF4+ + NO3- ->NF3 + FONO2}}$ ) miatt sikertelen volt.^[4]

Szerkezet

A tetrafluorammónium tetraéderes, a N–F kötés hossza 124 pm. A fluoratomok ekvivalensek.^[5]

Szintézis

A tetrafluorammóniumion vegyületei nitrogén-trifluorid fluoros oxidációjával állíthatók elő erős, fluoridakceptorként működő Lewis-sav mellett. Az 1966-ban megjelent eredeti szintézisben a Lewis-sav antimon-pentafluorid:^[5]

{\ce {NF3 + F2 + SbF5 -> NF4SbF6}}

A hexafluorarzenát hasonlóan állítható elő arzén-pentafluoridból 120 °C-on:^[5]

{\ce {NF3 + F2 + AsF5 ->NF4AsF6}}

A nitrogén-trifluorid fluorral és bór-trifluoriddal való reakciója 800 °C-on tetrafluorborátot ad:^[6]

{\ce {NF3 + F2 + BF3 -> NF4BF4}}

Az NF+4-sók NF₃ KrF₂-dal való fluorozásával és MF_n alakú fluoridokkal állítható elő, ahol M = Sb, Nb, Pt, Ti vagy B. Például TiF₄-dal [NF+4]₂TiF2−6 keletkezik.^[7]

Sok tetrafluorammónium-só állítható elő sómetatézissel.

Reakciók

A tetrafluorammónium-sók erősen higroszkóposak. A NF+4 ion vízben oldva NF₃-ra, H₂F⁺-ra és oxigénre bomlik. E folyamat során H₂O₂ is keletkezik:^[5]

{\ce {2 NF4+ +2 H2O ->2 NF3 +2 H2F+ +O2}}

{\ce {NF4+ + 2H2O ->NF3 + H2F+ + H2O2}}

NF+4SbF−6 és alkálifém-nitrátok reakciója FONO₂-ot ad.^[4]

Jellemzők

Mivel a NF+4-sókat a víz bontja, ez nem használható oldószerként. Ehelyett bróm-trifluorid, bróm-pentafluorid, jód-pentafluorid vagy vízmentes hidrogén-fluorid használható.^[8]

A tetrafluorammónium-sók jellemzően színtelenek, de vannak más elemek jelenléte miatt színes sók. A (NF+4)₂CrF2−6, a (NF+4)₂NiF2−6 és a (NF+4)₂PtF2−6 vörösek, a (NF+4)₂MnF2−6, a NF+4UF−7, a NF+4UOF−5 és a NF+4XeF−7 sárgák.^[8]

Alkalmazások

NF+4-vegyületeket használnak szilárd hajtóanyagú NF₃–F₂ gázgenerátorokhoz és aromás vegyületek elektrofil fluorozására.^[5] Elég erős fluorozószerek, hogy a metánnal reagáljanak.^[9]

Jegyzetek

↑ (1985) „Tetrafluoroammonium Salts”. Russian Chemical Reviews 54 (5), 426. o. DOI:10.1070/RC1985v054n05ABEH003068.
↑ (1982) „Perfluoroammonium and alkali-metal salts of the heptafluoroxenon(VI) and octafluoroxenon(VI) anions”. Inorganic Chemistry 21 (12), 4113–4117. o. DOI:10.1021/ic00142a001.
↑ (1986) „Synthesis and characterization of tetrafluoroammonium(1+) tetrafluorobromate(1-) and tetrafluoroammonium(1+) tetrafluorooxobromate(1-)”. Inorganic Chemistry 25 (11), 1904–1906. o. DOI:10.1021/ic00231a038.
↑ ^a ^b (2001) „On the stability of NF+4NO−3 and a new synthesis of fluorine nitrate”. Journal of Fluorine Chemistry 110 (2), 87–88. o. DOI:10.1016/S0022-1139(01)00415-8.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e Advances in Inorganic Chemistry. Academic Press (1989). ISBN 0-12-023633-8
↑ Handbook of inorganic chemicals. McGraw-Hill Professional (2002). ISBN 0-07-049439-8
↑ John H. Holloway.szerk.: A. G. Sykes: Advances in Inorganic Chemistry. Academic Press, 60–61. o. (1998). ISBN 0-12-023646-X
↑ ^a ^b Sykes, A. G.. Advances in Inorganic Chemistry. Academic Press, 154. o. (1989. július 17.). ISBN 9780080578828. Hozzáférés ideje: 2014. június 22.
↑ Oláh A. György (1994. június 1.). „Electrophilic Fluorination of Methane with "F⁺" Equivalent N₂F⁺ and NF+4 Salts”. Journal of the American Chemical Society 116 (13), 5671–5673. o. DOI:10.1021/ja00092a018. ISSN 0002-7863.

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Tetrafluoroammonium című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

[1] (1985) „Tetrafluoroammonium Salts”. Russian Chemical Reviews 54 (5), 426. o. DOI:10.1070/RC1985v054n05ABEH003068.

[2] (1982) „Perfluoroammonium and alkali-metal salts of the heptafluoroxenon(VI) and octafluoroxenon(VI) anions”. Inorganic Chemistry 21 (12), 4113–4117. o. DOI:10.1021/ic00142a001.

[karlchriste-3] (1986) „Synthesis and characterization of tetrafluoroammonium(1+) tetrafluorobromate(1-) and tetrafluoroammonium(1+) tetrafluorooxobromate(1-)”. Inorganic Chemistry 25 (11), 1904–1906. o. DOI:10.1021/ic00231a038.

[hoge-4] (2001) „On the stability of NF+4NO−3 and a new synthesis of fluorine nitrate”. Journal of Fluorine Chemistry 110 (2), 87–88. o. DOI:10.1016/S0022-1139(01)00415-8.

[sykes1-5] Advances in Inorganic Chemistry. Academic Press (1989). ISBN 0-12-023633-8

[6] Handbook of inorganic chemicals. McGraw-Hill Professional (2002). ISBN 0-07-049439-8

[7] John H. Holloway.szerk.: A. G. Sykes: Advances in Inorganic Chemistry. Academic Press, 60–61. o. (1998). ISBN 0-12-023646-X

[Sykes1989-8] Sykes, A. G.. Advances in Inorganic Chemistry. Academic Press, 154. o. (1989. július 17.). ISBN 9780080578828. Hozzáférés ideje: 2014. június 22.

[9] Oláh A. György (1994. június 1.). „Electrophilic Fluorination of Methane with "F⁺" Equivalent N₂F⁺ and NF+4 Salts”. Journal of the American Chemical Society 116 (13), 5671–5673. o. DOI:10.1021/ja00092a018. ISSN 0002-7863.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]