Tetrafluoroamônio - Tetrafluoroammonium
O cátion tetrafluoroamônio (também conhecido como perfluoroamônio ) é um íon poliatômico carregado positivamente com fórmula química NF +
4 . É equivalente ao íon amônio, onde os átomos de hidrogênio ao redor do átomo de nitrogênio central foram substituídos por flúor . O íon tetrafluoroamônio é isoeletrônico com tetrafluorometano CF
4 , óxido de trifluoramina ONF
3 e o tetrafluoroborato BF -
4 ânion.
O íon tetrafluoroamônio forma sais com uma grande variedade de ânions contendo flúor. Estes incluem o ânion bifluoreto ( HF -
2 ), tetrafluorobromato ( BrF -
4 ), pentafluoretos de metal ( MF -
5 onde M é Ge , Sn ou Ti ), hexafluoretos ( MF -
6 onde M é P , As , Sb , Bi ou Pt ), heptafluoretos ( MF -
7 onde M é W , U ou Xe ), octafluorides ( XeF 2−
8 ), vários oxifluoretos ( MF
5 O -
onde M é W ou U; FSO -
3 , BrF
4 O -
), e perclorato ( ClO -
4 ) Tentativas de fazer o sal de nitrato , NF
4 NÃO
3 , não tiveram sucesso devido à fluoração rápida: NF +
4 + NÃO -
3 → NF
3 + FONO
2 .
Estrutura
A geometria do íon tetrafluoroamônio é tetraédrica , com um comprimento estimado da ligação nitrogênio-flúor de 124 pm . Todos os átomos de flúor estão em posições equivalentes.
Síntese
Os sais de tetrafluoroamônio são preparados oxidando trifluoreto de nitrogênio com flúor na presença de um ácido de Lewis forte que atua como um aceitador de íon fluoreto . A síntese original por Tolberg, Rewick, Stringham e Hill em 1966 emprega pentafluoreto de antimônio como o ácido de Lewis:
-
NF
3 + F
2 + SbF
5 → NF
4 SbF
6
O sal hexafluoroarsenato também foi preparado por uma reação semelhante com pentafluoreto de arsênio a 120 ° C:
-
NF
3 + F
2 + AsF
5 → NF
4 AsF
6
A reação de trifluoreto de nitrogênio com trifluoreto de flúor e boro a 800 ° C produz o sal de tetrafluoroborato:
-
NF
3 + F
2 + BF
3 → NF
4 BF
4
NF +
4 sais também podem ser preparados por fluoração de NF
3 com difluoreto de criptônio ( KrF
2 ) e fluoretos da forma MF
n , onde M é Sb, Nb, Pt, Ti ou B. Por exemplo, a reação de NF
3 com KrF
2 e TiF
4 rendimentos [NF +
4 ]
2 TiF 2−
6 .
Muitos sais de tetrafluoroamônio podem ser preparados com reações de metátese .
Reações
Os sais de tetrafluoroamônio são extremamente higroscópicos . The NF +
4 íon é prontamente hidrolisado em trifluoreto de nitrogênio, H
2 F +
e gás oxigênio :
- 2 NF +
4 + 2 H
2 O → 2 NF
3 + 2 H
2 F +
+ O
2
Um pouco de peróxido de hidrogênio ( H
2 O
2 ) também é formado durante esse processo.
Reação de NF +
4 SbF -
6 com nitratos de metal alcalino produz nitrato de flúor , FONO
2 .
Propriedades
Como os sais de tetrafluoroamônio são destruídos pela água, a água não pode ser usada como solvente. Em vez disso, pode-se usar fluoreto de hidrogênio anidro ou pentafluoreto de bromo como solvente para dissolver esses sais.
Os sais de tetrafluoroamônio geralmente não têm cor. No entanto, alguns são coloridos devido a outros elementos neles. Os sais vermelhos incluem (NF +
4 )
2 CrF 2−
6 , (NF +
4 )
2 NiF 2−
6 e (NF +
4 )
2 PtF 2−
6 . (NF +
4 )
2 MnF 2−
6 , NF +
4 UF -
7 , NF +
4 UOF -
5 e NF +
4 XeF -
7 são amarelos.
Formulários
NF +
4 sais são importantes para o propelente sólido NF
3 –F
2 geradores de gás. Eles também são usados como reagentes para fluoração eletrofílica de compostos aromáticos em química orgânica . Seus sais também são agentes de fluoração fortes o suficiente para reagir com o metano.