Difluoruro di diazoto
| Difluoruro di diazoto | |
|---|---|
 | |
-Dinitrogen-difluoride-3D-balls.png) | |
| Nome IUPAC | |
| cis- o trans- difluoruro di diazoto | |
| Nomi alternativi | |
| cis- o trans-difluorodiazene | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | N2F2 |
| Aspetto | gas incolore[1] |
| Numero CAS | |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 2,698[2] |
| Temperatura di fusione | cis: <−195 °C (78 K)[3] trans: −172 °C (101 K)[3] |
| Temperatura di ebollizione | cis: −105,7 °C (167 K)[3] trans: −111,4 °C (162 K)[3] |
| Proprietà termochimiche | |
| ΔfH0 (kJ·mol−1) | cis: 69,5[3] trans: 82,0[3] |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Frasi H | --[4] |
Il difluoruro di diazoto, o difluorodiazene, è un nome cumulativo di due isomeri geometrici (cis e trans) del composto inorganico binario dell'azoto trivalente con il fluoro, avente formula formula N2F2, o anche F–N=N–F, dove però l'azoto è nello stato di ossidazione +1. Entrambi questi alogenuri di azoto in condizioni normali sono gas incolori fortemente reattivi.[3][5]
Struttura molecolare[modifica | modifica wikitesto]
La molecola N2F2 può esistere nelle due forme isomere cis e trans. La forma cis ha simmetria C2v e risulta polare (0,16 D). Le lunghezze di legame N-N e N-F sono rispettivamente 121 pm e 141 pm; l'angolo N-N-F è 114°. La forma trans ha simmetria C2h ed è apolare. Le lunghezze di legame N-N e N-F risultano rispettivamente 122 pm e 140 pm; l'angolo N-N-F è 106°. I due isomeri sono interconvertibili ma si possono separare tramite distillazione frazionata a bassa temperatura. L'isomero cis è termodinamicamente favorito per 12,5 KJ/mol.[3][5]
Sintesi[modifica | modifica wikitesto]
Il difluoruro di diazoto fu ottenuto per la prima volta da J. F. Haller nel 1942 per decomposizione termica del fluoruro di triazoto (impropriamente chiamato anche azoturo di fluoro).[1][6]
La reazione è potenzialmente esplosiva; per evitare problemi il metodo di sintesi più conveniente è passare difluoroammina su fluoruro di potassio:
![{\displaystyle {\ce {NHF2 + KF ->[{\ce {(193K)}}] NHF2.KF ->[{\ce {(293K)}}] 1/2N2F2 + KHF2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a15adee525a4728bb2a37cf86a0507932e9cbc41)
Sintesi alternative utilizzano la fluorurazione dell'azoturo di sodio o la reazione della N-N-difluorourea con idrossido di potassio.[3][5][6]
Tutte queste procedure portano ad una miscela dei due isomeri, che possono poi essere separati per distillazione frazionata a bassa temperatura. Altrimenti esistono procedure per sintetizzare il singolo isomero. L'isomero trans si ottiene facendo reagire tetrafluoroidrazina con cloruro d'alluminio:
L'isomero cis si ottiene facendo reagire una miscela degli isomeri con AsF5. Solo l'isomero cis reagisce formando N2F+ e AsF−6; la successiva reazione di N2F+ con NaF e HF produce solo cis-N2F2:[3][5][6]
Reattività[modifica | modifica wikitesto]
I due isomeri di N2F2 hanno reattività differenti. L'isomero trans è termodinamicamente meno stabile del cis, ma si può conservare in recipienti di vetro. L'isomero cis, pur essendo termodinamicamente più stabile, è più reattivo e reagisce lentamente col vetro formando tetrafluoruro di silicio e ossido di diazoto:
Entrambi gli isomeri per riscaldamento si decompongono formando fluoro e azoto elementari.[3][5]
Note[modifica | modifica wikitesto]
Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]
- (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
- (EN) A. Hammerl e T. M. Klapötke, Nitrogen: Inorganic Chemistry, in Encyclopedia of Inorganic Chemistry, 2ª ed., John Wiley & Sons, 2006, DOI:10.1002/0470862106.ia157, ISBN 9780470862100.
- (DE) A. F. Holleman e N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlino, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
- D. R. Lide (Editor), CRC Handbook of Chemistry and Physics, Internet Version 2005, su hbcponline.com, CRC Press, Boca Raton, 2005. URL consultato il 9 dicembre 2017.
- (EN) J. K. Ruff, Derivatives of Nitrogen Fluorides, in Chem. Rev., vol. 67, n. 6, 1967, pp. 665-680, DOI:10.1021/cr60250a004.
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