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.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Stickstoff(II)-fluorid
Andere Namen	Distickstofftetrafluorid Tetrafluorhydrazin
Summenformel	N2F4
Kurzbeschreibung	farbloses Gas[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 10036-47-2 EG-Nummer 233-114-6 ECHA-InfoCard 100.030.091 PubChem 24845 Wikidata Q382867
Eigenschaften
Molare Masse	104,01 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	4,6 kg·m−3[2]
Schmelzpunkt	−164,5 °C[1]
Siedepunkt	−73 °C[1]
Dampfdruck	2,40 MPa (20 °C)[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[4]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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]

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

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.

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

Einzelnachweise

1. A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9.
2. Stickstoff(II)-fluorid bei webelements.com
3. Eintrag zu Distickstofftetrafluorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 28. Februar 2017. (JavaScript erforderlich)
4. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.

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