二氟化二氮

化合物

二氟化二氮化學式N2F2)是氮的氟化物之一,室溫下為無色氣體,存在順式與反式兩種異構體。

二氟化二氮
英文名 Dinitrogen difluoride
別名 二氟二胺、二氟二氮烯
識別
CAS號 10578-16-2  checkY
13776-62-0(E)  checkY
13812-43-6(Z)  checkY
性質
化學式 N2F2
莫耳質量 66.01 g·mol⁻¹
外觀 無色氣體
密度 4.6 g/L(順式)[1]
2.9 g/L(反式)[2]
熔點 -195°C(順式)[1]
-172°C(反式)[2]
沸點 -106°C(順式)[1]
-111°C(反式)[2]
相關物質
相關化學品 四氟肼三氟化氮
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

製備

二氟化二氮可由疊氮化鈉氟氣作用得到。疊氮化氟熱分解,產生二氟化二氮和氮氣[3]

 
2 NaN3 +3 F2 =3 N2F2 +2 Na

也可由二氟胺氟化鉀加合物的熱分解得到:[3]

   

以上方法得到的是順、反式二氟化二氮的混合物。用五氟化砷選擇性地與順式加合,經NaF-HF處理,可以獲得比較純的順式-N2F2。通過N2F3+Sb2F11二茂鐵反應,[4] 或用四氟肼氯化鋁在低溫下作用,都只得到反式異構體。

 

性質

無色氣體。100°C分解。順式與反式異構體形成平衡,25°C時順式占90%。[3]

順式中N=N距離為120.9pm,N-F為140.9pm;反式中N=N鍵長稍長,為122.4pm,N-F鍵則稍短,為139.8pm。順式異構體中兩個氟原子不在同一平面內,這可能是由於空間位阻和電子互斥所引起的。[5]

異構化的反應熱為12.6kJ/mol。順式在熱力學上較穩定[來源請求],但在動力學上活潑,可在兩周內與玻璃完全反應,形成四氟化矽一氧化二氮,而反式經過一個月仍無明顯變化。N2F2可與路易斯酸反應生成含有N2F+的鹽。

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 cis-二氟化二氮,於webelements.com
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 trans-二氟化二氮,於webelements.com
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 101. Auflage, de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9.
  4. ^ 《無機化學叢書》第四卷:氮磷砷分族,北京:科學出版社,頁158.
  5. ^ J. K. Ruff, Chem. Rev., 67, 665 (1967).