Lưu huỳnh tetraflorua

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Sulfur tetrafluoride
Sulfur-tetrafluoride-3D-balls.png
Sulfur-tetrafluoride-3D-vdW.png
Sulfur-tetrafluoride-2D-dimensions.png
Structural formula of sulfur tetrafluoride, showing dimernsions
Danh pháp IUPAC Sulfur(IV) fluoride
Tên khác Sulfur tetrafluoride
Nhận dạng
Số CAS 7783-60-0
PubChem 24555
ChEBI 30495
Số RTECS WT4800000
Ảnh Jmol-3D ảnh
SMILES
InChI 1/F4S/c1-5(2,3)4
Thuộc tính
Công thức phân tử SF4
Khối lượng mol 108.07 g/mol
Bề ngoài colorless gas
Khối lượng riêng 1.95 g/cm3, −78 °C
Điểm nóng chảy −121.0 °C
Điểm sôi −38 °C
Độ hòa tan trong nước reacts
Áp suất hơi 10.5 atm (22°C)[1]
Cấu trúc
Hình dạng phân tử Seesaw (C2v)
Mômen lưỡng cực 0.632 D[2]
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính highly toxic
corrosive
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
3
2
 
PEL none[1]
Các hợp chất liên quan
Anion khác Sulfur dichloride
Disulfur dibromide
Sulfur trifluoride
Cation khác Oxygen difluoride
Selenium tetrafluoride
Tellurium tetrafluoride
Polonium tetrafluoride

Sulphur tetrafluoride là hợp chất hóa học với công thức SF4. Loài này tồn tại dưới dạng khí ở các điều kiện chuẩn. Nó là một loài ăn mòn phóng thích HF nguy hiểm khi tiếp xúc với nước hoặc độ ẩm. Mặc dù những đặc điểm không được hoan nghênh này, hợp chất này là một chất thử hữu ích cho việc pha chế các hợp chất organofluorine[3], một số trong đó có vai trò quan trọng trong ngành dược phẩm và các ngành công nghiệp hóa chất đặc biệt.

Cấu trúc[sửa | sửa mã nguồn]

Lưu huỳnh trong SF4 ở trạng thái oxy hóa +4 chính thức. Trong tổng số lưu huỳnh của sáu điện tử hóa trị, hai tạo thành một cặp đơn. Do đó, cấu trúc của SF4 có thể được dự đoán dựa trên các nguyên tắc của lý thuyết VSEPR: nó là hình dạng bập bênh, với S ở giữa. Một trong ba vị trí xích đạo bị chiếm bởi một cặp electron không liên kết đơn độc. Do đó, phân tử này có hai loại phối tử riêng biệt, hai trục và hai xích đạo. Khoảng cách liên kết liên quan là S–Fax = 164.3 pm and S–Feq = 154.2 pm. Nó là điển hình cho các phối tử dọc trục trong các phân tử tăng lên được liên kết ít mạnh mẽ hơn. Trái ngược với SF4, phân tử liên quan SF6 có lưu huỳnh ở trạng thái 6+, không có điện tử hóa trị nào không liên kết với lưu huỳnh, do đó phân tử này chấp nhận một cấu trúc hình cánh diện cân đối cao. Tương phản với SF4, SF6 là trơ một cách lạ thường về mặt hóa học.

Phổ 19F NMR của SF4 cho thấy chỉ có một tín hiệu, cho thấy các vị trí của các nguyên tử F và axi xích đạo nhanh chóng chuyển đổi qua sự giả định.


Cân bằng động học trong phân tử của SF4.

Tổng hợp và sản xuất[sửa | sửa mã nguồn]

SF4 được tạo ra bởi phản ứng của SCl2, Cl2 và NaF:

SCl2 + Cl2 + 4 NaF → SF4 + 4 NaCl

Xử lý SCl2 với NaF cũng cho SF4 chứ không phải SF2. SF2 không ổn định, nó ngưng tụ với chính nó để tạo thành SF4 và SSF2[4]

Intramolecular dynamic equilibration of SF4.

Sử dụng SF4 để tổng hợp fluorocarbon[sửa | sửa mã nguồn]

Trong tổng hợp hữu cơ, SF4 được sử dụng để chuyển các nhóm COH và C = O thành các nhóm CF và CF2[5]. Một số cồn có thể cung cấp fluorocarbon tương ứng. Ketone và aldehyde cho diflorua mạch. Sự hiện diện của proton alpha đến cacbonyl dẫn đến phản ứng phụ và sản lượng giảm (30-40%). Cũng diol có thể cho este sulfite tuần hoàn, (RO) 2SO. Các axit carboxylic chuyển thành dẫn xuất trifluoromethyl. Ví dụ điều trị axit heptanoic với SF4 ở 100-130 ° C tạo ra 1,1,1-trifluoroheptan. Hexafluoro-2-butyne cũng có thể được sản xuất tương tự từ acid acetylenedicarboxylic. Các coproducts từ những chất florua này, bao gồm SF4 không phản ứng với SOF2 và SO2, độc nhưng có thể được trung hòa bằng cách xử lý với dung dịch KOH.

Việc sử dụng SF4 đang bị thay thế trong những năm gần đây bằng xử lý thuận tiện hơn diethylaminosulfur trifluoride, Et2NSF3, "DAST", khi Et = CH3CH2.[6] Thuốc thử này được điều chế từ SF4:[7]:


SF4 + Me3SiNEt2 → Et2NSF3 + Me3SiF

Các phản ứng khác[sửa | sửa mã nguồn]

Lưu huỳnh clorua pentafluoride (SF 5Cl), một nguồn hữu ích của nhóm SF5, được chuẩn bị từ SF4.[8]

Hydrolysis của SF4 cho sulfur dioxide[9]

SF4 + 2 H2O → SO2 + 4 HF:

SF4 + 2 H2O → SO2 + 4 HF

Phản ứng này tiến hành thông qua sự liên kết của thionyl fluoride, thường không can thiệp vào việc sử dụng SF4 làm chất phản ứng.

Độc tính[sửa | sửa mã nguồn]

SF4 phản ứng bên trong phổi với độ ẩm[10]

SF4 + 2 H2O → SO2 + 4 HF:

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a ă Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên PGCH
  2. ^ Tolles, W. M.; W. M. Gwinn, W. D. (1962). “Structure and Dipole Moment for SF4”. J. Chem. Phys. 36 (5): 1119–1121. doi:10.1063/1.1732702. 
  3. ^ C.-L. J. Wang, "Sulfur Tetrafluoride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289.
  4. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  5. ^ Hasek, W. R., “1,1,1-Trifluoroheptane”, Org. Synth. ; Coll. Vol. 5: 1082  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  6. ^ A. H. Fauq, "N,N-Diethylaminosulfur Trifluoride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289.
  7. ^ W. J. Middleton, E. M. Bingham, “Diethylaminosulfur Trifluoride”, Org. Synth. ; Coll. Vol. 6: 440  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  8. ^ Nyman, F., Roberts, H. L., Seaton, T. Inorganic Syntheses, 1966, Volume 8, p. 160 McGraw-Hill Book Company, Inc., 1966, doi:10.1002/9780470132395.ch42
  9. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (ấn bản 2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4 
  10. ^ Johnston, H. (2003). A Bridge not Attacked: Chemical Warfare Civilian Research During World War II. World Scientific. tr. 33–36. ISBN 981-238-153-8.