Тетрафтораммоний NF4+ — комплексный неорганический катион, представляющий собой аммоний, все четыре атома водорода в котором замещены фтором. Тетрафтораммоний является сильным окислителем и одним из немногих устойчивых соединений, в которых азот имеет степень окисления +5.
Тетрафтораммоний
|
|
---|---|
|
|
Общие
|
|
Хим. формула | F₄N+ |
Классификация
|
|
Номер CAS | 30494-78-1 |
PubChem | 5460510 |
ChemSpider | 4574019 |
ChEBI | 30233 |
SMILES
|
|
[N+](F)(F)(F)F
|
|
InChI
|
|
1S/F4N/c1-5(2,3)4/q+1
|
|
Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное. |
Структура
Ион тетрафтораммония изоэлектронен молекуле тетрафторметана. Аналогично ему (а также аммонию), тетрафтораммоний имеет правильную тетраэдрическую форму (атом азота в центре, атомы фтора по вершинам), длина каждой связи N-F равна примерно 124 пм, угол между каждой парой связей ≈109°28′16″.
Соли
Ион тетрафтораммония даёт соли с разнообразными фтористыми анионами, такими, как:
- Бифторид [HF2]−;
- Тетрафторборат [BF4]−, тетрафторалюминат [AlF4]−;
- Тетрафторбромат [BrF4]−;
- Пентафториды [XF5]−, где X = Ge, Sn, Ti;
- Гексафториды [XF6]−, где X = P, As, Sb, Bi, Pt;
- Гептафториды [XF7]−, где X = W, U, Xe;
- Октафторксенонат [XeF8]2−
Он также даёт соли с оксифторидами [XF5O]−, где X = Br; [XF5O]−, где X = W, U; получены соли фторсульфоновой кислоты [SO3F]−
Что касается чисто кислородных анионов, то с ними для тетрафтораммония получены только перхлорат [NF4]+[ClO4]− и нитрат NF4+NO3− , последняя соль интересна тем, что и в катионе, и в анионе азот имеет максимально возможную степень окисления +5.
Получение
Соли тетрафтораммония синтезируют, окисляя трифторид азота фтором в присутствии сильных кислот Льюиса (как правило, фтористых), действующих как акцепторы фторид-иона. В оригинальном синтезе Толберга, Рьюика и Стрингхэма в 1966 году использовался пентафторид сурьмы:
Похожим образом при умеренном нагреве осуществляется синтез гексафторарсената тетрафтораммония:
Реакция фтора, трифторида бора и трифторида азота при 800 °C даёт тетрафторборат тетрафтораммония, интересный тем, что оба образующих его комплексных иона изоэлектронны:
Соли тетрафтораммония могут быть получены также окислением трифторида азота дифторидом криптона в присутствии фторсодержащих кислот Льюиса.
Применение
К.О. Кристи предложил соли тетрафтораммония как твердые хранилища газообразного фтора. Некоторые из солей тетрафтораммония могут разлагаться с выделением только газообразных продуктов и были разработаны пиротехнические составы для генерации фтора.