Tetraschwefeldinitrid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Tetraschwefeldinitrid
Summenformel	S4N2
Kurzbeschreibung	dunkelroter Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
Wikidata	Q10812717
Eigenschaften
Molare Masse	156,28 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,71 g·cm−3 (unterkühlte Schmelze)
Schmelzpunkt	23 °C
Sicherheitshinweise
	GHS-Gefahrstoffkennzeichnung; keine Einstufung verfügbar
	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).

Tetraschwefeldinitrid ist eine anorganische chemische Verbindung aus der Gruppe der kovalenten Nitride. Die Verbindung gehört neben dem Pentaschwefelhexanitrid, dem Tetraschwefeltetranitrid, dem Dischwefeldinitrid, dem Monoschwefelmononitrid, den Oligoschwefeldinitriden und dem polymeren Polythiazyl (SN)_x zur Gruppe der Schwefel-Stickstoff-Verbindungen oder Schwefelnitride.

Geschichte

Die Verbindung wurde erstmals 1897 von Wilhelm Muthmann und E. Clever hergestellt, wobei die Verbindung für ein Stickstoffpentasulfid S₅N₂ gehalten wurde.^[5] In der frühen Literatur wurden für die Verbindung verschiedene kettenförmige und ringförmige Strukturen postuliert. Die Summenformel S₄N₂ konnte von A. Meuwsen 1951 mittel Kryoskopie bestimmt werden.^[6] Die reale Struktur als sechsgliedriger Ring mit den Stickstoffatomen in 1- und 3-Position wurde 1971 von Henry G. Heal mittels ¹⁵N-NMR-Spektroskopie, IR-Spektroskopie, Raman-Spektroskopie, UV-VIS-Spektroskopie, Massenspektrometrie und Dipol-Messungen nachgewiesen.^[7]

Gewinnung und Darstellung

Tetraschwefeldinitrid kann durch Reaktion von Tetraschwefeltetranitrid mit Schwefel bei 110 °C gewonnen werden.^[3]

{\ce {S4N4 + 4 S -> 2 S4N2}}

Ein zweiter Syntheseweg, der das explosive Tetraschwefeltetranitrid vermeidet, geht vom Heptaschwefelimid aus, das mittels Quecksilber(II)-acetat in das Quecksilbersalz überführt wird. Dieses zerfällt dann in Quecksilber(II)-sulfid, Tetraschwefeldinitrid und Schwefel.^[8]

{\ce {2 S7NH + Hg(CH3COO)2 -> Hg(S7N)2 + 2 CH3COOH}}

{\ce {Hg(S7N)2 -> HgS + S4N2 + 9/8 S8}}

Eigenschaften

Tetraschwefeldinitrid ist ein wenig beständiger diamagnetischer dunkelroter Feststoff, der sich schon bei 0 °C innerhalb einiger Stunden zersetzt.^[2] Bei 100 °C erfolgt ein explosionsartiger Zerfall zu Schwefel und Stickstoff.^[2] Die Verbindung ist löslich in vielen organischen Lösungsmitteln wie z. B. Benzol, Nitrobenzol, Kohlenstoffdisulfid, Tetrachlorkohlenstoff und Diethylether, nur mäßig löslich in Alkoholen, aber unlöslich in Wasser.^[3]^[2] Mit Wasser erfolgt eine langsame Hydrolyse, die im basischen Medium wesentlich beschleunigt wird. Gegenüber verdünnten Säuren ist die Verbindung relativ stabil.^[2]

Das Tetraschwefeldinitrid-Molekül bildet einen nicht planaren sechsgliedrigen Ring in einer Halbsesselform, wobei die Atome S–N=S=N–S in einer Ebene liegen und durch ein oberhalb dieser Ebene liegendes Schwefelatom verbrückt sind.^[1]^[9]

Mit Bortrifluorid wird ein stabiles Addukt mit der Zusammensetzung S₄N₂·2BF₃ gebildet. Dieses beginnt sich erst oberhalb von 240 °C zu zersetzen.^[2]

Einzelnachweise

↑ ^a ^b A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 604.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Goehring, M.; Herb, H.; Wissemaier, H.: Über das Tetraschwefeldinitrid S₄N₂ in Z. anorg. allg. Chem. 267 (1952) 238–246, doi:10.1002/zaac.19522670406.
↑ ^a ^b ^c ^d Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 404.
↑ Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
↑ Muthmann, W.; Clever, E.: Über das Stickstoffpentasulfid in Z. anorg. allg. Chem. 13 (1897) 200–208, doi:10.1002/zaac.18970130123.
↑ Meuwsen, A.: Über das Tetraschwefeldinitrid S₄N₂ in Z. anorg. allg. Chem. 266 (1951) 250–255, doi:10.1002/zaac.19512660409.
↑ Nelson, J.; Heal, H.G.: Structure of tetrasulphur dinitride in J. Chem. Soc. A, 1971, 136–139, doi:10.1039/J19710000136.
↑ Heal, H.G.; Ramsay, R.J.: A new, safe preparation of tetrasulphur dinitride in J. Inorg. Nucl. Chem. 37 (1975) 286, doi:10.1016/0022-1902(75)80172-2.
↑ Zhu, J.-K.; Gimarc, B.M.: Structure of tetrasulfur dinitride in Inorg. Chem. 22 (1983) 1996–1999, doi:10.1021/ic00156a014.

[Arnold_F._Holleman,_Egon_Wiberg,_Nils_Wiberg-1] A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 604.

[Goehring-2] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Goehring, M.; Herb, H.; Wissemaier, H.: Über das Tetraschwefeldinitrid S₄N₂ in Z. anorg. allg. Chem. 267 (1952) 238–246, doi:10.1002/zaac.19522670406.

[brauer-3] Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 404.

[NV-4] Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.

[Muthmann-5] Muthmann, W.; Clever, E.: Über das Stickstoffpentasulfid in Z. anorg. allg. Chem. 13 (1897) 200–208, doi:10.1002/zaac.18970130123.

[6] Meuwsen, A.: Über das Tetraschwefeldinitrid S₄N₂ in Z. anorg. allg. Chem. 266 (1951) 250–255, doi:10.1002/zaac.19512660409.

[Heal-7] Nelson, J.; Heal, H.G.: Structure of tetrasulphur dinitride in J. Chem. Soc. A, 1971, 136–139, doi:10.1039/J19710000136.

[8] Heal, H.G.; Ramsay, R.J.: A new, safe preparation of tetrasulphur dinitride in J. Inorg. Nucl. Chem. 37 (1975) 286, doi:10.1016/0022-1902(75)80172-2.

[9] Zhu, J.-K.; Gimarc, B.M.: Structure of tetrasulfur dinitride in Inorg. Chem. 22 (1983) 1996–1999, doi:10.1021/ic00156a014.

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