Il fluoruro di triazoto o fluoruro di triazadienile è il composto binario di azoto e fluoro avente formula molecolare (a volte scritta come ) e formula di struttura F−N=N+=N−. È il primo della serie di inter-pseudoalogeni che continua con gli analoghi ClN3, BrN3 e IN3.
In condizioni normali è un gas di colore giallo-verde fortemente reattivo ed esplosivo.
È stato preparato per la prima volta nel 1942.
Nomenclatura In base alle regole IUPAC la formula del composto può essere indifferentemente scritta come o come . 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 è polarizzato positivamente. La denominazione azoturo di fluoro, talvolta usata nella letteratura scientifica, è impropria per lo stesso motivo e anche perché in chimica inorganica il termine azoturo indica uno ione .
Struttura molecolare La molecola è caratterizzata da una sequenza di atomi Nγ−Nβ−Nα−F, dove il frammento N-N-N è sostanzialmente lineare (170,9°), l'angolo di legame N-N-F è di 103,8°; le distanze di legame sono: N−F, ; Nα−Nβ, 125,3 pm; Nβ−Nγ, 113,2 pm. La simmetria molecolare risulta Cs.
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. 4HN3 + 2F2 -> 3N3F + N2 + NH4F Alternativamente, si può preparare con la reazione tra azoturo di sodio e fluoro.
Reattività In fase condensata (solido o liquido) il fluoruro di triazoto è estremamente esplosivo, molto meno in fase gassosa. Depositato in film sottile e innescato, ha mostrato una velocità di fiamma di 1,6 km/s.
A temperatura ambiente si decompone lentamente formando difluoruro di diazoto e azoto: 2N3F -> N2F2 + 2N2
Alla temperatura di circa 1000 K si scinde formando il fluoronitrene metastabile NF e azoto molecolare (energia di attivazione: ~0,6 eV): N3F -> NF(a^1\Delta) + N2
In fase gassosa a temperatura ambiente non reagisce con , , , , e . Reagisce invece con NO, CO e COS; i prodotti formati indicano che un possibile intermedio è il fluoronitrene singoletto NF(a1Δ): N3F -> [NF] + N2 -> N2F2 (cis e trans) N3F + NO -> FNO + N2O + N2 N3F + CO -> [FNCO] + N2 -> FC(O)NCO N3F + COS -> FSN + N2
Riscaldando a 120 ºC una miscela di e si ottiene una sostanza gialla, fortemente esplosiva, non isolata, che ha probabilmente formula ClNNF.
Il fluoruro di triazoto è una base di Lewis debole: a -196 °C riesce a formare addotti con il trifluoruro di boro e il pentafluoruro di arsenico. In entrambi i casi FN3 si lega tramite l'atomo di azoto alfa: N≡N−N(−F)→BF3.
Note
Bibliografia
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Categoria:Composti dell'azoto Azoto