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Fluoruro di Nitrile

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Fluoruro di Nitrile
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareFNO2
Numero CAS10022-50-1
Numero EINECS233-021-0
PubChem66203
SMILES
[N ](=O)([O-])F
Proprietà chimico-fisiche
Temperatura di fusione-139 °C[1]
Temperatura di ebollizione-63,5 °C[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)-108,78[2]
S0m(J·K−1mol−1)260,25[2]
Indicazioni di sicurezza

Il fluoruro di nitroile[3][4][5] (formula NO2F) è un gas incolore altamente ossidante, che viene utilizzato come agente fluorurante o nitrante[6][7].

La sua sintesi è stata descritta per la prima volta nel 1905 da Henri Moissan e Paul Lebeau.

È una specie molecolare, non ionica, come confermato dal suo basso punto di ebollizione. La struttura presenta un azoto planare con una lunghezza del legame N-F di 135 pm.[8]

Henri Moissan e Lebeau documentarono la preparazione del fluoruro di nitrile nel 1905 mediante fluorurazione del biossido di azoto[9]. Questa reazione è altamente esotermica e difficile da controllare.

Altri metodi di sintesi, con apparecchiature più moderne hanno dato risultati più soddisfacenti.[10]

Un'altra via di sintesi del fluoruro di nitrile consiste nel far reagire un nitrito con fluoro a temperatura ambiente[11].

Esistono metodi per preparare il fluoruro di nitrile senza l'utilizzo di Fluoro. È possibile utilizzare come reagente il fluoruro di cobalto(III):[12]

Il CoF2 può essere poi ritrasformato in CoF3 mediante reazione con F2. Al posto del cobalto è possibile utilizzare cerio, manganese e argento.

Una variante di questa via di sintesi consiste nell'utilizzo di Pentossido di diazoto e sodio fluoruro[13].

Un altro metodo di sintesi del fluoruro di nitrile consiste nella decomposizione controllata di un suo sale in presenza di un fluoruro alcalino[11].

X= BF4 ; SiF6 ; ClO4 ; PF6

Caratteristiche termodinamiche

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Le proprietà termodinamiche di questo gas sono state determinate mediante spettroscopia IR e Raman:[14]

  • L'equilibrio della decomposizione unimolecolare di FNO2 è favorevole ai reagenti di almeno sei ordini di grandezza a 500 K e di due ordini di grandezza a 1000 K.[14]
  • La decomposizione termica omogenea non può essere studiata a temperature inferiori a 1200 K.[14]
  • L'equilibrio si sposta verso i reagenti con l'aumentare della temperatura.[14]
  • L'energia di dissociazione di 46,0 kcal/mol del legame N-F nel fluoruro di nitrile è di circa 18 kcal/mol inferiore alla normale energia del legame singolo N-F. Ciò può essere attribuito all '“energia di riorganizzazione” del radicale NO2∗; il radicale NO2∗ in FNO2 è infatti meno stabile della molecola di NO2 libera. Qualitativamente parlando, l'elettrone dispari nel legame N-F forma un legame risonante a tre elettroni nell'NO2 libero, stabilizzando così la molecola con un guadagno di 18 kcal/mol.[14]

Il fluoruro di nitrile può essere utilizzato per preparare nitrocomposti organici e nitroesteri. In queste reazioni, ove agisce come elettrofilo, viene convertito nella sua forma attiva: lo ione nitronio NO2 .

Indicazioni di sicurezza

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Per via della sua elevata reattività deve essere maneggiato in apparecchi di quarzo, PTFE o leghe di nickel. È estremamente tossico, a contatto con l'umidità libera vapori di acido fluoridrico e ossidi di azoto.

  1. ^ a b Ruff, O., Menzel, W., & Neumann, W. (1932). Das NOF und NO2F. Zeitschrift Für Anorganische Und Allgemeine Chemie, 208(3), 293–303. https://doi.org/10.1002/zaac.19322080309
  2. ^ a b nist chemistry webbook
  3. ^ DIZIONARIO ITALIANO OLIVETTI, su dizionario-italiano.it. URL consultato il 28 settembre 2023.
  4. ^ F. A. Cotton e G. Wilkinson, Chimica Inorganica, 2ª ed., Casa Editrice Ambrosiana, 1974, p. 404.
  5. ^ G. Giacomo Guilizzoni, Nomenclatura Chimica (PDF), p. 7.
  6. ^ Merck Index, 13th edition (2001), p.1193
  7. ^ Aitken, R. A., & Aitken, K. M. (2010). Product Class 1: Nitroalkanes. In Banert & Shinkai (Eds.), Category 5, Compounds with One Saturated Carbon Heteroatom Bond. Stuttgart: Georg Thieme Verlag. https://doi.org/10.1055/sos-SD-041-00002
  8. ^ F. A. Cotton and G.Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry, 5th edition (1988), Wiley, p.333.
  9. ^ Ruff, O., Menzel, W., & Neumann, W. (1932). Das NOF und NO2F. Zeitschrift fur Anorganische Und Allgemeine Chemie, 208(3), 293–303. https://doi.org/10.1002/zaac.19322080309
  10. ^ Albert V. Faloon e William B. Kenna, The Preparation of Nitrosyl Fluoride and Nitryl Fluoride1, in Journal of the American Chemical Society, vol. 73, n. 6, 1951, pp. 2937–2938, DOI:10.1021/ja01150a505, ISSN 0002-7863 (WC · ACNP).
  11. ^ a b Schmutzler, R. (1968). Nitrogen Oxide Fluorides. Angewandte Chemie International Edition in English, 7(6), 440–455. https://doi.org/10.1002/anie.196804401
  12. ^ Ralph A. Davis e Rausch, Douglas A., Preparation of Nitryl Fluoride, in Inorganic Chemistry, vol. 2, n. 6, 1963, pp. 1300–1301, DOI:10.1021/ic50010a048.
  13. ^ Ogg, R. A., & Ray, J. D. (1956). Nitryl Fluoride: A New Method of Preparation, Nuclear Magnetic Spectrum and Structure. The Journal of Chemical Physics, 25(4), 797–798. https://doi.org/10.1063/1.1743081
  14. ^ a b c d e E. Tschuikow-Roux, THERMODYNAMIC PROPERTIES OF NITRYL FLUORIDE, in Journal of Physical Chemistry, vol. 66, n. 9, 1962, pp. 1636–1639, DOI:10.1021/j100815a017.

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