Tetrafluoroidrazina

La tetrafluoroidrazina è il composto inorganico binario dell'azoto trivalente con il fluoro, avente formula Template:Chem, o anche F₂N–NF₂, dove però l'azoto è nello stato di ossidazione +2. Questo alogenuro di azoto in condizioni normali è un gas incolore fortemente reattivo. Può esplodere facilmente a contatto con aria, ossigeno, sostanze organiche, calore e catalizzatori metallici.

Struttura

Figura 1. Proiezioni di Newman delle due principali configurazioni della tetrafluoroidrazina: (a) gauche, (b) sfalsata.

Allo stato gassoso e allo stato liquido la molecola Template:Chem esiste in due conformazioni tra loro in equilibrio (Figura 1), la forma gauche e quella sfalsata, con simmetria rispettivamente C₂ e C_2h. La configurazione sfalsata è favorita di solo 2 kJ/mol. La distanza N–N risulta Template:M e quella N–F Template:M.

Sintesi

La tetrafluoroidrazina fu sintetizzata per la prima volta nel 1958 da Charles B. Colburn e Al Kennedy, facendo reagire a 375 ºC in un reattore a flusso trifluoruro di azoto in presenza di trucioli di rame.

$2\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{C}\mathrm{u}⟶\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{F}$

Alternativamente si può ossidare la difluoroammina con ipoclorito a pH basico (circa 12):

$\mathrm{N}\mathrm{H}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}}{\to }\frac{1}{2}\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_4$

Reattività

Template:Chem è un agente fluorurante molto energico. Ad esempio può fluorurare silano e litio:

$\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4+\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_4\stackrel{\text{25 °C}}{\to }\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4+\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2$

$10\mathrm{L}\mathrm{i}+\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_4\stackrel{\text{-80 °C / +250 °C}}{\to }4\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{F}+2\mathrm{L}\mathrm{i}{\phantom{A}}_3\mathrm{N}$

Con forti accettori di ioni fluoruro come Template:Chem forma sali che si possono formulare come Template:Chem.

La tetrafluoroidrazina si dissocia facilmente formando radicali Template:Chem, di colore blu scuro. Questo comportamento giustifica la maggior reattività di Template:Chem rispetto all'inerzia di Template:Chem. Il radicale Template:Chem può dare varie reazioni, tra le quali anche l'addizione ad olefine:

$2\cdot \mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+\mathrm{S}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}_{10}⟶2\mathrm{F}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{S}\mathrm{F}{\phantom{A}}_5$

$2\cdot \mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{N}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2$

$2\cdot \mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+\cdot \mathrm{N}\mathrm{O}⟶\mathrm{F}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{N}\mathrm{O}$

$2\cdot \mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+\mathrm{R}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}=\mathrm{C}\mathrm{R}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{R}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}(\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2)-\mathrm{C}(\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_2)\mathrm{R}{\phantom{A}}_2$

Bibliografia

• Template:Cita pubblicazione
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Voci correlate

• Trifluoruro di azoto
• Difluoruro di diazoto