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]
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.

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