二氟化二氮

二氟化二氮（化學式：N₂F₂）是氮的氟化物之一，室溫下為無色氣體，存在順式與反式兩種異構體。

二氟化二氮
英文名	Dinitrogen difluoride
別名	二氟二胺、二氟二氮烯
識別
CAS號	10578-16-2  Y 13776-62-0（E）  Y 13812-43-6（Z）  Y
性質
化學式	N2F2
摩爾質量	66.01 g·mol⁻¹
外觀	無色氣體
密度	4.6 g/L（順式）[1] 2.9 g/L（反式）[2]
熔點	-195°C（順式）[1] -172°C（反式）[2]
沸點	-106°C（順式）[1] -111°C（反式）[2]
相關物質
相關化學品	四氟肼、三氟化氮
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

製備

二氟化二氮可由疊氮化鈉與氟氣作用得到。疊氮化氟熱分解，產生二氟化二氮和氮氣：^[3]

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

2 NaN₃ +3 F₂ =3 N₂F₂ +2 Na

也可由二氟胺與氟化鉀加合物的熱分解得到：^[3]

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

以上方法得到的是順、反式二氟化二氮的混合物。用五氟化砷選擇性地與順式加合，經NaF-HF處理，可以獲得比較純的順式-N₂F₂。通過N₂F₃⁺Sb₂F₁₁⁻與二茂鐵反應，^[4] 或用四氟肼與氯化鋁在低溫下作用，都只得到反式異構體。

${\displaystyle \mathrm {N_{2}F_{3}^{+}Sb_{2}F_{11}^{-}+2(C_{5}H_{5})_{2}Fe\rightarrow N_{2}F_{2}+2(C_{5}H_{5})_{2}FeSbF_{6}} }$

性質

無色氣體。100°C分解。順式與反式異構體形成平衡，25°C時順式佔90%。^[3]

順式中N=N距離為120.9pm，N-F為140.9pm；反式中N=N鍵長稍長，為122.4pm，N-F鍵則稍短，為139.8pm。順式異構體中兩個氟原子不在同一平面內，這可能是由於空間位阻和電子互斥所引起的。^[5]

異構化的反應熱為12.6kJ/mol。順式在熱力學上較穩定^{[來源請求]}，但在動力學上活潑，可在兩周內與玻璃完全反應，形成四氟化矽和一氧化二氮，而反式經過一個月仍無明顯變化。N₂F₂可與路易斯酸反應生成含有N₂F⁺的鹽。

參考資料

1. cis-二氟化二氮，於webelements.com．
2. trans-二氟化二氮，於webelements.com．
3. Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 101. Auflage, de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9.
4. 《無機化學叢書》第四卷：氮磷砷分族，北京：科學出版社，頁158．
5. J. K. Ruff, Chem. Rev., 67, 665 (1967).