Stickstoff(II)-fluorid

Stickstoff(II)-fluorid, auch Distickstofftetrafluorid, ist eine chemische Verbindung der Elemente Stickstoff und Fluor mit der Summenformel N₂F₄. Stickstoff hat hier die Oxidationsstufe +2. Die Verbindung zählt zur Gruppe der Stickstoffhalogenide.

Darstellung

Stickstoff(II)-fluorid kann durch Reduktion von Stickstofftrifluorid synthetisiert werden. Hierzu wird es in einer Redox-Reaktion bei erhöhter Temperatur mit einem Metall, beispielsweise Kupfer, das zu Kupfer(I)-fluorid oxidiert wird, umgesetzt.^[1]

$ \mathrm {2\ NF_{3}\ +\ 2\ M\ \xrightarrow {375\cdot C} \ N_{2}F_{4}\ +\ 2\ MF} $

Eigenschaften

Es handelt sich bei Raumtemperatur um ein farbloses Gas, das bei −73 °C kondensiert und bei −164,5 °C erstarrt.

Zwei Konformere liegen im Gleichgewicht vor, die gauche- und die trans-Form. Analog zu Hydrazin ist die trans-Form, bei der die Fluoratome auf Lücke stehen, energetisch - in diesem Fall um etwa 2 kJ·mol⁻¹ - günstiger. Die Inversionsbarriere zwischen beiden Konformationen beträgt 12,5 kJ·mol⁻¹.^[1]

Die Bindungslänge zwischen den Stickstoffatomen beträgt 148 pm, die N-F-Bindungslänge 139 pm.^[1]

Stickstoff(II)-fluorid ist sehr reaktiv und ein starkes Fluorierungsmittel. Die N-N-Einfachbindung ist infolge der -I-Effekte durch die Fluorsubstituenten leicht radikalisch spaltbar. Mit brennbaren Stoffen wie Wasserstoff kann es heftig reagieren. Hydrolytisch ist es weniger stabil als Stickstofftrifluorid.

Verwendung

Stickstoff(II)-fluorid oxidiert elementares Lithium zu Lithiumfluorid und -nitrid.

$ \mathrm {10\ Li\ +\ N_{2}F_{4}\longrightarrow \ 4\ LiF\ +\ 2\ Li_{3}N} $

Einzelnachweise