四氟銨
| 四氟銨 | |
|---|---|
| |
| 識別 | |
| CAS號 | 30494-78-1 
|
| 性質 | |
| 化學式 | NF+ 4 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
四氟銨離子是一種帶正電荷的多原子離子，化學式為NF+
4。它是銨根離子中的氮原子周圍的氫原子全部被氟原子所取代的產物。[1]
四氟銨的存在形式主要是一系列含氟陰離子的鹽。這些例子包括氟化氫根離子(HF−
2)，四氟合溴酸根離子(BrF−
4)，金屬五氟化物陰離子(XF−
5（其中X是Ge、Sn或Ti)），六氟化物陰離子（XF−
6）（其中X是P、As、Sb、Bi或Pt)，七氟化物陰離子（XF−
7）（其中X是W、U或Xe)，八氟化物陰離子（XeF2−
8），[2] 許多種氟氧化物(XF
5O−
（其中X是W或U）、FSO−
3、BrF
4O−
)以及高氯酸根(ClO−
4)。[3]四氟銨的硝酸鹽NF
4NO
3，未能獲得。[4]
結構
[編輯]四氟銨離子的空間構型為正四面體，估計氮-氟鍵的鍵長為124 pm。其中所有的氟原子都是等效的。[5]
製備
[編輯]四氟銨鹽的製備方法是在強路易斯酸（作為氟離子的受體）存在的條件下，用氟氧化三氟化氮。Tolberg、Rewick、Stringham和Hill在1966年最早進行的製備實驗使用五氟化銻作為路易斯酸：[5]
- 2 NF
3 + F
2 + 2 SbF
5 → 2 NF
4SbF
6
六氟砷酸鹽也可以通過與五氟化砷的類似反應在120 °C時製備：[5]
- 2 NF
3 + F
2 + 2 AsF
5 → 2 NF
4AsF
6
800 °C下三氟化氮與氟氣和三氟化硼反應得到四氟硼酸鹽：[6]
- 2 NF
3 + F
2 + 2 BF
3 → 2 NF
4BF
4
NF+
4鹽也可以通過二氟化氪（KrF
2）氟化NF
3來製備，作為路易斯酸的是氟化物MF
n（其中M是Sb、Nb、Pt、Ti或B）。 比如，NF
3與KrF
2和TiF
4的反應生成[NF+
4]
2TiF2−
6。[7]
反應
[編輯]四氟銨鹽具有強烈的吸濕性。NF+
4離子很容易水解成三氟化氮、氟化氫根離子H
2F+
和氧氣：
- 2 NF+
4 + 2 H
2O → 2 NF
3 + 2 H
2F+
+ O
2
NF+
4SbF−
6與鹼金屬硝酸鹽的反應產生硝酸氟（FONO
2）。[4]
應用
[編輯]NF+
4鹽在使用固體燃料的NF
3–F
2氣體發生器中是很重要的。四氟銨及其含烴基的衍生物在有機化學中也被用作芳香族化合物的親電氟化試劑:[5]
參見
[編輯]參考資料
[編輯]- ^ Nikitin, Igor V; Rosolovskii, V Ya. Tetrafluoroammonium Salts. Russian Chemical Reviews (Turpion-Moscow Limited). 1985-05-31, 54 (5): 426–436. ISSN 0036-021X. doi:10.1070/rc1985v054n05abeh003068.
- ^ Christe, Karl O.; Wilson, William W. Perfluoroammonium and alkali-metal salts of the heptafluoroxenon(VI) and octafluoroxenon(VI) anions. Inorganic Chemistry (American Chemical Society (ACS)). 1982, 21 (12): 4113–4117. ISSN 0020-1669. doi:10.1021/ic00142a001.
- ^ Christe, Karl O.; Wilson, William W. Synthesis and characterization of tetrafluoroammonium(1+) tetrafluorobromate(1-) and tetrafluoroammonium(1+) tetrafluorooxobromate(1-). Inorganic Chemistry (American Chemical Society (ACS)). 1986, 25 (11): 1904–1906. ISSN 0020-1669. doi:10.1021/ic00231a038.
- ^ 4.0 4.1 Hoge, Berthold; Christe, Karl O. On the stability of NF4+NO3− and a new synthesis of fluorine nitrate. Journal of Fluorine Chemistry (Elsevier BV). 2001, 110 (2): 87–88. ISSN 0022-1139. doi:10.1016/s0022-1139(01)00415-8.
- ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 Sykes, A. G. Advances in Inorganic Chemistry. Academic Press. 1989. ISBN 0120236338.
- ^ Patnaik, Pradyot. Handbook of inorganic chemicals. McGraw-Hill Professional. 2002. ISBN 0070494398.
- ^ John H. Holloway; Eric G. Hope. A. G. Sykes , 編. Advances in Inorganic Chemistry. Academic Press. 1998: 60–61. ISBN 012023646X.
延伸閱讀
[編輯]- Karl O. Christe; William W. Wilson; Richard D. Wilson. Coordinatively saturated fluoro cations. Oxidative fluorination reactions with fluorokrypton(1+) salts and platinum hexafluoride (PtF6). Inorg. Chem. 1984, 23, 14, 2058–2063. doi:10.1021/ic00182a016.