Fluorek tiazylu

Fluorek tiazylu

Identyfikatory
Numer CAS	18820-63-8   N
Model 3D ( JSmol )	Interaktywny obraz
ChemSpider	123854   Y
Identyfikator klienta PubChem	140430
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )	DTXSID00172170
InChI InChI=1S/FNS/c1-3-2   Y Klucz: IMFUYZDKLVTPSW-UHFFFAOYSA-N   Y InChI=1/FNS/c1-3-2 Klucz: IMFUYZDKLVTPSW-UHFFFAOYAG
UŚMIECH FS#N
Nieruchomości
Wzór chemiczny	NSF
Masa cząsteczkowa	65,07 g mol -1
Wygląd	bezbarwny gaz
Temperatura topnienia	-89 ° C (-128 ° F; 184 K)
Temperatura wrzenia	0,4 ° C (32,7 ° F; 273,5 K)
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).   N ( co to jest T N ?) Referencje w infoboksie

Fluorek tiazylu , NSF, jest bezbarwnym, ostrym gazem w temperaturze pokojowej i skrapla się do bladożółtej cieczy w temperaturze 0,4 ° C. Wraz z trifluorkiem tiazylu , NSF ₃ , jest ważnym prekursorem związków siarki, azotu i fluoru. Charakteryzuje się wyjątkową higroskopijnością.

Synteza

Fluorek tiazylu można syntetyzować różnymi metodami, takimi jak fluorowanie tetraazotku tetrasiarki , fluorkiem srebra (II) lub fluorkiem rtęci w tetrachlorometanie i oczyszczać przez destylację próżniową. Jednakże, ponieważ ten szlak syntezy daje liczne produkty uboczne, alternatywnym podejściem jest reakcja imino (trifenylo) fosfin z tetrafluorkiem siarki przez rozszczepienie wiązania z wytworzeniem imidów difluorku siarki i trifenylodifluorofosforanu. Produkty te łatwo rozkładają się, dając fluorek tiazylu.

Do syntezy na skalę preparatywną powszechnie stosuje się rozkład związków zawierających już ugrupowanie:

Reaktywność

Fluorek tiazylu reaguje gwałtownie z wodą, rozkłada się w temperaturze pokojowej i należy go przechowywać w temperaturze -78 ° C .

Dwuwymiarowy wykres konturowy gęstości elektronów z wykorzystaniem funkcji Laplaca fluorku tiazylu.

Reakcje z elektrofilami

Miejsce ataku elektrofilowego zależy przede wszystkim od siły elektrofilu . Na przykład twarde kwasy Lewisa atakują miejsce fluoru, dając sole tiazylowe:

Reagujące silne kwasy Lewisa, takie jak AsF5 _{rozszczepiać NSF z} i SbF5 , mogą _wytworzeniem kationu tiazylowego i jonu fluorkowego. Z kolei kationy metali przejściowych (które są klasyfikowane jako kwasy o średniej twardości) atakują atom azotu częściowo z powodu oddziaływań kulombowskich . Miękkie kwasy o niskich wartościowościach mogą atakować atom siarki. Na poniższym schemacie atak elektrofilowy kationu metalu przejściowego na NSF łatwo uwalnia dwutlenek siarki z powodu słabego wiązania σ i minimalnego wiązania zwrotnego π na atomie siarki.

Fluorek tiazylu można stabilizować jako kompleksujący ligand kationowych związków karbonylo-metali, takich jak ${\ Displaystyle {\ ce {[Re (CO) _5NSF] ^ {+}}}}$ .

Reakcje z nukleofilami

nukleofilowy na fluorek tiazylu zachodzi na atomie siarki, w wyniku czego albo zwiększa się liczba koordynacyjna siarki, albo podstawia się atom fluoru.

Substytucja nukleofilowa

Potrójne wiązanie w NSF jest zachowywane podczas podstawienia nukleofilowego i przyczynia się do trimeryzacji w temperaturze pokojowej.

N≡SON(CF ₃ ) ₂ można stabilizować przez włączenie kompleksu karbonyl-metal.

Addycja nukleofilowa

Atak nukleofilowy następuje w miejscu atomu siarki, zwiększając w ten sposób jego liczbę koordynacyjną. Reakcja fluorku cezu i NSF daje sól podaną poniżej.

Pochodne halogenowe XNSF ₂ (X = F, Cl, Br, I) można zsyntetyzować w reakcji Hg(NSF) ₂ z X ₂ ; przy czym ClNSF ₂ jest najbardziej stabilnym związkiem obserwowanym w tej serii.

Oligimeryzacja i cykloaddycja

Długość wiązania (1,448 Å) jest krótka, co wskazuje na wiązanie wielokrotne i może być reprezentowana przez następujące struktury rezonansowe: ${\ displaystyle {\ ce {NS}}}$

W temperaturze pokojowej fluorek tiazylu ulega cyklicznej trimeryzacji poprzez wielokrotne wiązanie: ${\ displaystyle {\ ce {NS}}}$

1,3,5-trifluoro-1 ${\ Displaystyle \ lambda ^ {4}}$ , 3 ${\ Displaystyle \ lambda ^ {4}}$ , 5 ${\ Displaystyle \ lambda ^ {4}}$ , 2,4,6-tritiatriazyna jest otrzymanym cyklicznym trimerem, w którym każdy atom siarki pozostaje czterowartościowy .

Fluorek tiazylu reaguje również poprzez egzotermiczną cykloaddycję w obecności dienów.

Nieruchomości

Graniczne orbitale molekularne fluorku tiazylu obliczone na poziomie teorii r2SCAN-3c

Struktura i wiązanie

$18$ elektronów walencyjnych i jest izoelektroniczna z dwutlenkiem . Fluorek tiazylu przyjmuje symetrię Cs _i wykazano przez podstawienie izotopowe, że jest wygięty w stanie podstawowym. Połączenie analizy rotacyjnej z obliczeniami Francka-Condona zostało zastosowane do zbadania wzbudzenia elektronicznego ze stanów A ' $,$ skutkuje wydłużeniem okresu ${\ displaystyle {\ ce { NS}}}$ wiązań o 0,11 Å i spadek w ${\ Displaystyle \ mierzony kąt}$ NSF o 15,3 ${\ Displaystyle ^ {\ circ}}$ .

W rentgenowskiej analizie strukturalnej kationów ${\ textstyle {\ ce {[M (NSF) _6] ^ {2+}}}}$ ( ${\ Displaystyle {\ Displaystyle { \ce {M=Co, Ni}}}$ ), każda cząsteczka NSF jest związana z centrum metalu przez azot. Obserwowane długości wiązań od $\ ce {Ni-N}}}$ - ${$ są skracane, co jest związane ze skracaniem się promieni jonowych w miarę przesuwania się w okresie.