Stickstoff(I)-fluorid

Stickstoff(I)-fluorid ist eine chemische Verbindung bestehend aus den Elementen Stickstoff und Fluor mit der Summenformel N₂F₂ und zählt zu den Stickstoffhalogeniden. In der Verbindung besitzt Stickstoff die Oxidationsstufe +1.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Stickstoff(I)-fluorid
Andere Namen	Distickstoffdifluorid Difluordiazen
Summenformel	N2F2
Kurzbeschreibung	farbloses Gas
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 13812-43-6 (cis-Isomer) 13776-62-0 (trans-Isomer) PubChem 139594 ChemSpider 4516471 Wikidata Q412958
Eigenschaften
Molare Masse	66,01 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	4,6 g·l−1 2,9 g·l−1
Schmelzpunkt	< −195 °C (cis-Isomer) −172 °C (trans-Isomer)
Siedepunkt	−106 °C (cis-Isomer) −111 °C (trans-Isomer)
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Darstellung

Stickstoff(I)-fluorid kann aus der thermischen Zersetzung von Fluorazid erhalten werden. Hierbei zersetzt sich Fluorazid zu Stickstoff(I)-fluorid und molekularem Stickstoff.

$\mathrm {2\ N_{3}F\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ \ 2\ N_{2}\ +\ N_{2}F_{2}}$

Ein weiterer Syntheseweg besteht in der Umsetzung von Difluoramin mit Kaliumfluorid.

$\mathrm {2\ HNF_{2}\ +\ 2\ KF\longrightarrow \ 2\ HNF_{2}\cdot KF}$$\mathrm {\longrightarrow \ N_{2}F_{2}\ +\ 2\ KHF_{2}}$

Ebenfalls möglich ist die Reaktion von Natriumazid mit Fluor, bei der sich ebenfalls Stickstoff(III)-fluorid bildet.

$\mathrm {2\ NaN_{3}+2\ F_{2}\longrightarrow N_{2}F_{2}+2\ N_{2}+2\ NaF}$

Alternativ erfolgt die Darstellung über Photolyse von Tetrafluorhydrazin mit Brom:

${\ce {N2F4 ->[hv][Br_2] N2F2 + Nebenprodukte}}$

Eigenschaften

Stickstoff(I)-fluorid ist bei Raumtemperatur ein farbloses Gas mit einem Geruch ähnlich dem von Stickstoffdioxid, das über 300 °C in die Elemente zerfällt. Es existieren die cis- und die trans-Form als Isomere, die miteinander im thermodynamischen Gleichgewicht stehen. Die cis-Form ist hierbei das energetisch günstigere Isomer und liegt bei 25 °C zu 90 % vor. Die Verbindung reagiert mit Fluor unter Bildung von Stickstoff(III)-fluorid. Es ist gegen saure und alkalische Hydrolyse vollkommen beständig, wird jedoch von saurer Kaliumiodid-Lösung zersetzt.

Der Abstand zwischen beiden Stickstoffatomen entspricht dem einer Doppelbindung (120,9 pm im cis-, 122,4 pm im trans-Isomer). Die N-F-Bindungslänge beträgt 140,9 pm für das cis- und 139,8 pm für das trans-Isomer, was der erwarteten Bindungslänge für eine Einfachbindung entspricht.

Einzelnachweise

Stickstoffhalogenide

Oxidationsstufe (III): Stickstofftrifluorid | Stickstofftrichlorid | Stickstofftribromid | Iodstickstoff

Andere Oxidationsstufen: Stickstoff(II)-fluorid | Distickstofftetrachlorid | Stickstoff(I)-fluorid | Distickstoffdichlorid

Halogenamine: Monofluoramin | Difluoramin | Monochloramin | Dichloramin | Monobromamin | Dibromamin | Monoiodamin | Diiodamin

Halogenazide: Fluorazid | Chlorazid | Bromazid | Iodazid