Difluoruro di diazoto
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]
| 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] |
Struttura molecolare modifica
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
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
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
Bibliografia modifica
- (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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