Fluoruro di triazoto

Fluoruro di triazoto
Nome IUPAC
fluoruro di triazoto
Nomi alternativi
fluoruro di triazadienile
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	FN3
Aspetto	gas giallo-verde[1]
Numero CAS	14986-60-8
PubChem	23235952
SMILES	[N-]=[N+]=NF
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	2,698
Temperatura di fusione	−154 °C (119 K)[1]
Temperatura di ebollizione	−82 °C (191 K)[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)	344[1]
Indicazioni di sicurezza
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Il fluoruro di triazoto o fluoruro di triazadienile è il composto inorganico con formula N₃F, a volte scritta come FN₃. In condizioni normali è un gas di colore giallo-verde fortemente reattivo ed esplosivo.^[1]

Nomenclatura

In base alle regole IUPAC^[2] la formula del composto può essere indifferentemente scritta come N₃F o come FN₃. Nel primo caso gli elementi sono riportati in ordine di elettronegatività crescente (come NaF), nel secondo caso in ordine alfabetico. Per quanto riguarda il nome del composto, va considerato che il fluoro è l'elemento più elettronegativo, e quindi nel composto il gruppo N₃ è polarizzato positivamente. La denominazione azoturo di fluoro, talvolta usata nella letteratura scientifica, è impropria dato che in chimica inorganica il termine azoturo indica uno ione N−3.

Struttura molecolare

La molecola N₃F è caratterizzata da una sequenza di atomi N-N-N-F, dove il frammento N-N-N è sostanzialmente lineare, l'angolo N-N-F è circa 102° e la distanza N-F 144 pm.^[1] La simmetria risulta C_s.^[3]

Sintesi

Il fluoruro di triazoto fu ottenuto per la prima volta da J. F. Haller nel 1942 facendo reagire in fase gassosa acido azotidrico e fluoro. La reazione è potenzialmente esplosiva.^[1][4]

${\displaystyle {\ce {4HN3 + 2F2 -> 3N3F + N2 + NH4F}}}$

Alternativamente si può preparare con la reazione tra azoturo di sodio e fluoro.^[5]

Reattività

A temperatura ambiente N₃F si decompone lentamente formando difluoruro di diazoto e azoto:^[1]

${\displaystyle {\ce {2N3F -> N2F2 + 2N2}}}$

Alla temperatura di circa 1000K N₃F si frammenta formando il radicale metastabile NF:^[5]

${\displaystyle {\ce {N3F -> NF(a^1\Delta) + N2}}}$

In fase gassosa a temperatura ambiente non reagisce con H₂O, O₂, XeF₂, OF₂, e Me₃SiN₃. Reagisce invece con NO, CO e COS; i prodotti formati indicano che un possibile intermedio è il radicale NF(a¹Δ):^[4]

${\displaystyle {\ce {N3F -> [NF] + N2 -> N2F2}}}$

${\displaystyle {\ce {N3F + NO -> FNO + N2O + N2}}}$

${\displaystyle {\ce {N3F + CO -> [FNCO] + N2 -> FC(O)NCO}}}$

${\displaystyle {\ce {N3F + COS -> FSN + N2}}}$

Riscaldando a 120 ºC una miscela di N₃F e N₃Cl si ottiene una sostanza gialla, fortemente esplosiva, non isolata, che ha probabilmente formula ClNNF.^[3]

Note

Bibliografia

• (EN) D. J. Benard, B. K. Winker, T. A. Seder e R. H. Cohn, Production of nitrogen monofluoride (a¹Δ) by dissociation of fluorine azide, in J. Phys. Chem., vol. 93, n. 12, 1989, pp. 4790–4796, DOI:10.1021/j100349a022.
• (EN) N. G. Connelly, T. Damhus, R. M. Hartshorn e A. T. Hutton (a cura di), Nomenclature of Inorganic Chemistry - IUPAC Recommendations 2005 (PDF), Cambridge, UK, RCS Publishing, 2005, ISBN 0-85404-438-8.
• (EN) K. Gholivand, G. Schatte e H. Willner, Properties of triazadienyl fluoride, N₃F, in Inorg. Chem., vol. 26, n. 13, 1987, pp. 2137–2140, DOI:10.1021/ic00260a025.
• (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.

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