Tetrafluorammónium

Sablon:Chembox A tetrafluorammóniumion molekulakation, képlete Sablon:Chem. Az ammóniumion megfelelője a hidrogének helyén fluoratomokkal. Izoelektronos a [[tetrafluormetán|Sablon:Chem]]-nal, a [[trifluoramin-oxid|Sablon:Chem]]-dal és a [[tetrafluorborát|Sablon:Chem]]-tal.

Sót alkot számos fluortartalmú ionnal, például a hidrogénfluorid-anionnal (Sablon:Chem), a tetrafluorobromáttal (Sablon:Chem), pentafluoridokkal (Sablon:Chem, M = Ge, Sn vagy Ti), hexafluoridokkal (Sablon:Chem, ahol M = P, As, Sb, Bi vagy Pt), heptafluoridokkal (Sablon:Chem, M = W, U vagy Xe), oktafluoroxenáttal (Sablon:Chem), bizonyos oxifluoridokkal (Sablon:Chem, ahol M = W vagy U, [[fluorszulfonsav|Sablon:Chem]], Sablon:Chem) és [[perklorát|Sablon:Chem]]-tal. A nitrát (Sablon:Chem) előállítása a gyors florozás ($\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{-}⟶\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3+\mathrm{F}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$) miatt sikertelen volt.

Szerkezet

A tetrafluorammónium tetraéderes, a N–F kötés hossza 124 pm. A fluoratomok ekvivalensek.

Szintézis

A tetrafluorammóniumion vegyületei nitrogén-trifluorid fluoros oxidációjával állíthatók elő erős, fluoridakceptorként működő Lewis-sav mellett. Az 1966-ban megjelent eredeti szintézisben a Lewis-sav antimon-pentafluorid:

$\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3+\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+\mathrm{S}\mathrm{b}\mathrm{F}{\phantom{A}}_5⟶\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4\mathrm{S}\mathrm{b}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6$

A hexafluorarzenát hasonlóan állítható elő arzén-pentafluoridból 120 °C-on:

$\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3+\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{F}{\phantom{A}}_5⟶\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6$

A nitrogén-trifluorid fluorral és bór-trifluoriddal való reakciója 800 °C-on tetrafluorborátot ad:

$\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3+\mathrm{F}{\phantom{A}}_2+\mathrm{B}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4\mathrm{B}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4$

Az Sablon:Chem-sók Sablon:Chem [[kripton-difluorid|Sablon:Chem]]-dal való fluorozásával és Sablon:Chem alakú fluoridokkal állítható elő, ahol M = Sb, Nb, Pt, Ti vagy B. Például Sablon:Chem-dal Sablon:Chem keletkezik.

Sok tetrafluorammónium-só állítható elő sómetatézissel.

Reakciók

A tetrafluorammónium-sók erősen higroszkóposak. A Sablon:Chem ion vízben oldva [[nitrogén-trifluorid|Sablon:Chem]]-ra, [[fluoróniumion|Sablon:Chem]]-ra és oxigénre bomlik. E folyamat során [[hidrogén-peroxid|Sablon:Chem]] is keletkezik:

$2\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{+}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶2\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

$\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{+}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{N}\mathrm{F}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{F}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Sablon:Chem és alkálifém-nitrátok reakciója [[nitril-hipofluorit|Sablon:Chem]]-ot ad.

Jellemzők

Mivel a Sablon:Chem-sókat a víz bontja, ez nem használható oldószerként. Ehelyett bróm-trifluorid, bróm-pentafluorid, jód-pentafluorid vagy vízmentes hidrogén-fluorid használható.

A tetrafluorammónium-sók jellemzően színtelenek, de vannak más elemek jelenléte miatt színes sók. A Sablon:Chem, a Sablon:Chem és a Sablon:Chem vörösek, a Sablon:Chem, a Sablon:Chem, a Sablon:Chem és a Sablon:Chem sárgák.

Alkalmazások

Sablon:Chem-vegyületeket használnak szilárd hajtóanyagú Sablon:Chem gázgenerátorokhoz és aromás vegyületek elektrofil fluorozására. Elég erős fluorozószerek, hogy a metánnal reagáljanak.