硝酰氟

硝酰氟（化学式：NO₂F）是最常见的硝酰盐之一。它首先由莫瓦桑于1905年制得。^[1][2][3]

硝酰氟
硝酰氟 结构式 硝酰氟 空间填充模型
识别
CAS号	10022-50-1  Y
PubChem	66203
ChemSpider	59588
SMILES	[N+](=O)([O-])F
InChI	1/FNO2/c1-2(3)4
InChIKey	JVJQPDTXIALXOG-UHFFFAOYAU
EINECS	233-021-0
性质
化学式	NO2F
摩尔质量	65.0039 g·mol⁻¹
熔点	-166 °C
沸点	-72 °C
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

性质

硝酰氟与硝酸根离子是等电子体，也为平面结构。通常状态下为无色气体，共价性较强，熔点-166°C，沸点-72.5°C，N-F键长135pm，偶极矩0.47D。^[4]ΔH_f°(298K)为-80kJ/mol，ΔG_f°(298K)为-37.2kJ/mol。溶于氟化氢时，完全离解为直线型的 [NO₂]⁺ 离子。^[5]

硝酰氟是很强的氧化剂和氟化剂，同时有很强的硝化性，可以将大部分金属转化为相应的氧化物、氟化物或氟氧化物，也可以与大部分非金属反应，生成硝酰盐，与有机物反应则生成对应的硝基取代物。比如它与金属锌反应时，会生成氧化锌和氟化锌的混合物，而与金属铬反应，则生成铬酰氟（CrO₂F₂）。

${\displaystyle {\rm {Zn+2NO_{2}F\rightarrow ZnF_{2}+2NO_{2}\,}}}$

${\displaystyle {\rm {Zn+NO_{2}\rightarrow ZnO+NO\,}}}$

与硼反应，先生成三氟化硼，进一步反应生成氟硼酸硝酰：

${\displaystyle {\rm {B+3NO_{2}F\rightarrow BF_{3}+3NO_{2}\,}}}$

${\displaystyle {\rm {NO_{2}F+BF_{3}\rightarrow NO_{2}BF_{4}\,}}}$

硝酰氟也可作为 F⁻ 供体。它与三氧化硫反应，可以得到 NO₂(SO₃F)；^[6] 与七氟化碘反应，生成 [NO₂]⁺[IF₈]⁻。此外硝酰氟也可作配体，不过对应的配合物较为罕见。

制备

可通过氟气直接对二氧化氮或亚硝酸盐进行氟化制得：

${\displaystyle {\rm {2NO_{2}+F_{2}\rightarrow 2NO_{2}F\,}}}$

${\displaystyle {\rm {NaNO_{2}+F_{2}\rightarrow NO_{2}F+NaF\,}}}$

也可用三氟化钴为氟化剂，在300°C与二氧化氮反应：

${\displaystyle {\rm {CoF_{3}+NO_{2}\rightarrow NO_{2}F+CoF_{2}\,}}}$

用途

用作火箭推进剂中的氧化剂。^[7]

参见

• 亚硝酰氟、氧化三氟胺
• 硝酰氯

参考资料

1. Moissan, H.; Lebeau, P., C. R. Hebd. Seances Acad. Sci. 1940, 1573 (1905).
2. Moissan, H.; Lebeau, P., C. R. Hebd. Seances Acad. Sci. 1940, 1621 (1905).
3. Moissan, H.; Lebeau, P., Ann. Chim. Phys. 9, 221 (1906).
4. Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey (1988), Advanced Inorganic Chemistry (5th ed.), New York: Wiley-Interscience, p. 333, ISBN 0-471-84997-9
5. Griffiths, J. E.; Sunder, W. A. J. Fluorine Chem. 6, 533 (1975).
6. Schmutzler, R., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 7, 440 (1968).
7. Merck Index, 13th edition (2001), p.1193