Stickstoff(I)-fluorid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Stickstoff(I)-fluorid
Andere Namen	Distickstoffdifluorid Difluordiazin
Summenformel	N2F2
Kurzbeschreibung	farbloses Gas[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 13812-43-6 (cis-Isomer) 13776-62-0 (trans-Isomer) PubChem 139594 ChemSpider 4516471 Wikidata Q412958
Eigenschaften
Molare Masse	66,01 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	4,6 g·l−1[2] 2,9 g·l−1[3]
Schmelzpunkt	< −195 °C (cis-Isomer)[4] −172 °C (trans-Isomer)[4]
Siedepunkt	−106 °C (cis-Isomer)[4] −111 °C (trans-Isomer)[4]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[5]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Stickstoff(I)-fluorid ist eine chemische Verbindung bestehend aus den Elementen Stickstoff und Fluor mit der Summenformel N₂F₂ und zählt zu den Stickstoffhalogeniden. In der Verbindung besitzt Stickstoff die Oxidationsstufe +1.

Darstellung

Stickstoff(I)-fluorid kann aus der thermischen Zersetzung von Fluorazid erhalten werden. Hierbei zersetzt sich Fluorazid zu Stickstoff(I)-fluorid und molekularem Stickstoff.^[1]

${\displaystyle \mathrm {2\ N_{3}F\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ \ 2\ N_{2}\ +\ N_{2}F_{2}} }$

Ein weiterer Syntheseweg besteht in der Umsetzung von Difluoramin mit Kaliumfluorid.^[1]

${\displaystyle \mathrm {2\ HNF_{2}\ +\ 2\ KF\longrightarrow \ 2\ HNF_{2}\cdot KF} }$${\displaystyle \mathrm {\longrightarrow \ N_{2}F_{2}\ +\ 2\ KHF_{2}} }$

Ebenfalls möglich ist die Reaktion von Natriumazid mit Fluor, bei der sich ebenfalls Stickstoff(III)-fluorid bildet.^[6]

${\displaystyle \mathrm {2\ NaN_{3}+2\ F_{2}\longrightarrow N_{2}F_{2}+2\ N_{2}+2\ NaF} }$

Alternativ erfolgt die Darstellung über Photolyse von Tetrafluorhydrazin mit Brom^[4]:

${\displaystyle {\ce {N2F4 ->[hv][Br_2] N2F2 + Nebenprodukte}}}$

Eigenschaften

Stickstoff(I)-fluorid ist bei Raumtemperatur ein farbloses Gas mit einem Geruch ähnlich dem von Stickstoffdioxid^[6], das über 300 °C in die Elemente zerfällt. Es existieren die cis- und die trans-Form als Isomere, die miteinander im thermodynamischen Gleichgewicht stehen. Die cis-Form ist hierbei das energetisch günstigere Isomer und liegt bei 25 °C zu 90 % vor.^[1] Die Verbindung reagiert mit Fluor unter Bildung von Stickstoff(III)-fluorid. Es ist gegen saure und alkalische Hydrolyse vollkommen beständig, wird jedoch von saurer Kaliumiodid-Lösung zersetzt.^[6]

Der Abstand zwischen beiden Stickstoffatomen entspricht dem einer Doppelbindung (120,9 pm im cis-, 122,4 pm im trans-Isomer). Die N-F-Bindungslänge beträgt 140,9 pm für das cis- und 139,8 pm für das trans-Isomer, was der erwarteten Bindungslänge für eine Einfachbindung entspricht.^[1]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e} A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9.
2. ↑ cis-Stickstoff(I)-fluorid bei webelements.com
3. ↑ trans-Stickstoff(I)-fluorid bei webelements.com
4. ↑ ^{a b c d e} Leon M. Zaborowski et al.: Chlorodifluoroamine and Difluorodiazene - B. Difluorodiazene (Dinitrogen difluoride). In: Aaron Wold and John K. Ruff (Hrsg.): Inorganic Syntheses. Band 14. McGraw-Hill Book Company, Inc., 1973, ISBN  07-071320-0 (defekt), S. 34–39 (englisch). 
5. ↑ Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
6. ↑ ^{a b c} Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 200.