Дифтордисульфандифторид - Difluorodisulfanedifluoride

дифтордисульфандифторид
Дисульфур-тетрафторид-3D-шары.png
Имена
Название ИЮПАК
1,1,1,2-тетрафтор-1λ4-дисульфан
Другие имена
1,2-дифтордисульфан, 1,1-дифторид;
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
Свойства
ФССФ3
Молярная масса140,124 г / моль[1]
Внешностьжидкость
Плотность1.81[2]
Температура плавления-98 ° С[2]
Точка кипения39 ° С[2]
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

1,1,1,2-тетрафтордисульфан, также известен как 1,2-дифтордисульфан 1,1-дифторид или просто дифтордисульфандифторид (ФССФ3) представляет собой нестабильное молекулярное соединение фтор и сера. В молекуле есть пара атомов серы: один атом фтора находится на одной сере, а три атома фтора - на другой. Он обладает тем необычным свойством, что все длина облигаций разные.[3] В прочность сцепления не коррелирует с длиной связи, но обратно коррелирует с силовая постоянная (Правило барсука ).[3] Молекулу можно рассматривать как тетрафторид серы в котором атом серы вставлен в связь S-F.[3]

Атомы обозначены атомом серы, который связан с тремя атомами фтора, как Sгип (для гипервалентных) и Sверх. Атомы фтора обозначены буквой Fверх прикреплен к Sверх, а на гипервалентном атоме S: FСНГ, ближайший к Fверх, Fтранс наиболее удаленный от F атом Fверх, а Fэкв[3]

Карловиц впервые определил структуру в 1983 году.[3]

атом 1атом 2длина облигации Å[3]энергия диссоциации связи
ккал / моль[3]		угол крепления к оси S-S °[4]
FверхSверх1.6286.4105
FСНГSгип1.67102.176
FтрансSгип1.7797.892
FэквSгип1.6086.7106
SверхSгип2.08

Fэкв составляет 90 ° от Fтранс, и 84 ° от FСНГ, а кручение по сравнению с Fверх составляет около 95 °.[4]

Реакции

Реакция димеризации 2SF2 ⇌ ФССФ3 обратимо.[5] Это также непропорционально: SF2 + ФССФ3 → ФССФ + СФ4.[5] Побочная реакция также дает промежуточное соединение F3SSSF3.[6] фтороводород катализирует диспропорционирование до серы и тетрафторида серы, образуя реактивную промежуточную молекулу HSF.[7]Когда ФССФ3 диссоциирует, FСНГ атом образует новую связь с Sверх атом, и связь S-S разрывается.[3]В качестве газа при атмосферных и полностью чистых условиях FSSF3 разлагается с периодом полураспада около 10 часов. Диспропорционирование к SSF2 и SF4 катализируется фторидами металлов, может происходить менее чем за одну секунду. Однако он бесконечно стабилен при -196 ° C.[4]

Симметричная молекула F2SSF2 рассчитано, что на 15,1 ккал / моль больше энергии, чем у FSSF3.[3]

ФССФ3 легко гидролизуется водой.[8]

ФССФ3 самопроизвольно реагирует с газообразным кислородом с образованием тионил фторид, единственный фторид серы, которому для этого не требуется никакая помощь.[8]ФССФ3 реагирует с медью при высоких температурах с образованием фторида меди и сульфида меди.[8]

Формирование

SF3SF может быть изготовлен в лаборатории при низком давлении (10 мм) SCl2 пар проходит фторид калия или фторид ртути нагревается до 150 ° C. Побочные продукты включают FSSF, SSF2, SF4, SF3SCl и FSSCl.[8] SF3SCl можно удалить из этой смеси реакцией со ртутью.[8] Разделение фторидов серы может быть достигнуто низкотемпературной перегонкой. SF3SF перегоняется при температуре чуть выше -50 ° C.[9]

SF3SF также производится в небольших количествах в результате реакции серы с фторид серебра, или фотолиз дифторид дисеры и SSF2.[8]Молекула образуется в результате димеризации дифторид серы.[3]

Свойства

В ядерный магнитный резонанс спектр ФССФ3 показывает четыре полосы, каждая из восьми линий при -53,2, -5,7, 26,3 и 204,1 м.д.[5]

ФССФ3 устойчив как твердое вещество, как жидкость при температуре ниже -74 ° C и растворен в других жидкостях фторида серы.[8] Это в отличие от SF2 который стабилен только как разбавленный газ.[8]

Инфракрасные вибрационные полосы для FSSF3 находятся на 810, 678, 530, 725 и 618 (S-S) см−1.[8]

Связанный

Родственное соединение ФСССФ3 имеет аналогичную структуру, но с дополнительным атомом серы в цепи. Тиотионилтетрафторид, S = SF4 может существовать как газ. Это менее энергетически выгодно для ФССФ.3 на 37 кДж / моль, но имеет высокий энергетический барьер 267 кДж / моль.[10] Однако он может быстро диспропорционировать до серы и тетрафторида серы.[10] Другие известные фториды серы: дифторид серы, тетрафторид серы, гексафторид серы, декафторид дисеры, дифторид дисеры и 1,1-дифтордисульфан, дифтортрисульфан, и дифтортетрасульфан.[10] Fверх атом можно заменить на Cl, чтобы получить ClSSF3 (2-хлор-1,1,1-трифтордисульфан).[5]

использованная литература

  1. ^ а б c «Дисульфан, 1,1,1,2-тетрафторид». ChemIDplus. Национальная медицинская библиотека США.
  2. ^ а б c Haas, A .; Виллнер, Х. (март 1980 г.). "Халкогенфторид в niedrigen Oxydationsstufen. IV. Darstellung und Charakterisierung von reinem S2F4". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 462 (1): 57–60. Дои:10.1002 / zaac.19804620107.
  3. ^ а б c d е ж г час я j Линдквист, Бет Энн (2014). понимание химии серосодержащих молекул (PDF) (Тезис). Урбана, штат Иллинойс.
  4. ^ а б c Карловиц, Майкл В .; Оберхаммер, Хайнц; Виллнер, Хельге; Боггс, Джеймс Э. (июль 1983 г.). «Структурное определение устойчивой молекулы (S2F4)». Журнал молекулярной структуры. 100: 161–177. Bibcode:1983JMoSt.100..161C. Дои:10.1016 / 0022-2860 (83) 90090-Х.
  5. ^ а б c d Сел, Фриц; Буденц, Рудольф; Гомблер, Вилли (июнь 1970 г.). «1,2-дифтордисульфан-1,1-дифторид и 1-фтор-2-хлордисульфан-1,1-дифторид». Chemische Berichte. 103 (6): 1701–1708. Дои:10.1002 / cber.19701030606.
  6. ^ Losking, O .; Виллнер, Х. (1974). Низшие фториды серы. Успехи неорганической химии и радиохимии. 16. стр.140–141. Дои:10.1016 / S0065-2792 (08) 60294-0. ISBN  9780120236169.
  7. ^ Seel, F .; Стейн, Р. (октябрь 1979 г.). "Дарстеллунг 1,2-дифтордисульфан-1,1-дифторидов на основе дифтордисульфана in einer glimmentladung". Журнал химии фтора (на немецком). 14 (4): 339–346. Дои:10.1016 / S0022-1139 (00) 82977-2.
  8. ^ а б c d е ж г час я Зил, Ф. (1974). «Низшие фториды серы». Успехи неорганической химии и радиохимии. 16: 297–333. Дои:10.1016 / S0065-2792 (08) 60294-0. ISBN  9780120236169. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  9. ^ Seel, F .; Рот, Дж. (1984). "Untersuchung von Schwefel-Fluor-Verbindungen durch Codestillation und Cosublimation im Cady-Rohr". Fresenius 'Zeitschrift für analytische Chemie (на немецком). 319 (8): 910–914. Дои:10.1007 / BF00487070.
  10. ^ а б c Steudel, Яна; Steudel, Ralf; Вонг, Мин Ва; Ленц, Дитер (сентябрь 2001 г.). "Из первых принципов исследования газофазных реакций 2 SF2 → FS-SF3 → S = SF4 - молекулярные структуры, энтальпии реакций и энергии активации". Европейский журнал неорганической химии. 2001 (10): 2543–2548. Дои:10.1002 / 1099-0682 (200109) 2001: 10 <2543 :: AID-EJIC2543> 3.0.CO; 2-6.

Дополнительное чтение

  • Lindquist, Beth A .; Engdahl, Alaina L .; Вун, Дэвид Э .; Даннинг, Том Х. (30 октября 2014 г.). "Понимание электронной структуры изомеров тетрафторида дисеры на основе обобщенной теории валентных связей". Журнал физической химии A. 118 (43): 10117–10126. Bibcode:2014JPCA..11810117L. Дои:10.1021 / jp5085444.
  • Lösking, O .; Willner, H .; Baumgärtel, H .; Jochims, H.W .; Рюль, Э. (ноябрь 1985 г.). «Халкогенфторид в оксидатионстуфене niedrigen. X Thermochemische Daten und Photoionisations-Massenspektren von SSF2, FSSF, SF3SF и SF3SSF». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком). 530 (11): 169–177. Дои:10.1002 / zaac.19855301120. Что происходит при облучении ультрафиолетовыми фотонами.
  • Генри, Рзепа (12 сентября 2013 г.). «Димер SF2: маленький - красивый (и странный)». Генри Рзепа. Получено 9 ноября 2016. анимация диссоциации
  • Extance, Энди (12 сентября 2013 г.). «Димер дифторида серы демонстрирует странность связывания». Мир химии. Получено 9 ноября 2016.