アジ化フッ素
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| 物質名 | |||
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別名 triazadienyl fluoride | |||
| 識別情報 | |||
3D model (JSmol) |
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| ChemSpider | |||
PubChem CID |
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CompTox Dashboard (EPA) |
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| 性質 | |||
| FN 3 | |||
| モル質量 | 61.019 g/mol | ||
| 外観 | 黄緑色の気体 | ||
| 密度 | 1.3 g/cm3[1] | ||
| 融点 | −139 °C (−218 °F; 134 K)[2] | ||
| 沸点 | −30 °C (−22 °F; 243 K)[2] | ||
| 爆発性データ | |||
| 衝撃感度 | 極めて高い | ||
| 摩擦感度 | 極めて高い | ||
| 危険性 | |||
| 労働安全衛生 (OHS/OSH): | |||
主な危険性 |
極めて感度の高い爆発物 | ||
| NFPA 704（ファイア・ダイアモンド） | |||
| 関連する物質 | |||
| その他の 陽イオン |
アジ化水素酸 アジ化塩素 アジ化臭素 アジ化ヨウ素 | ||
アジ化フッ素（アジかフッそ、英語: Fluorine azide）またはフッ化トリアザジエニルは、化学式FN
3で表される窒素とフッ素からなる無機化合物である。黄緑色の気体を呈する[3]。その性質は、アジ化塩素ClN
3、アジ化臭素BrN
3、アジ化ヨウ素IN
3の性質に類似する[4]。フッ素原子と窒素原子間の結合がとても弱いため、化合物はとても不安定であり爆発しやすい[5]。計算によれば、F-N-Nの結合角は約102°であり、3つの窒素原子は直線状である[6]。
アジ化フッ素は、1942年にJohn F. Hallerによって初めて合成された[7]。
反応
[編集]アジ化フッ素は、アジ化水素酸またはアジ化ナトリウムをフッ素気体と反応させることで合成される[2][8]。
- HN
3 + F
2 → N
3F + HF - NaN
3 + F
2 → N
3F + NaF
アジ化フッ素は常温では爆発せずに分解し、二フッ化二窒素を生成する。
- 2 FN
3 → N
2F
2 + 2 N
2[3]
1000 ℃などの高温では、アジ化フッ素は一フッ化窒素ラジカルに分解する[8]。
- FN
3 → NF + N
2
FN自体は、冷却により二量化する。
- 2 NF → N
2F
2
固体または液体のFN
3は爆発して多量のエネルギーを放出する可能性がある。薄膜は、1.6 km/sの速さで燃焼する[9]。爆発の危険性があるため、一度に極めて少量のみを扱うべきである[10]。
FN
3の付加物は、ルイス酸である三フッ化ホウ素BF
3および五フッ化ヒ素AsF
5と-196 ℃で反応することで生成される。これらの分子はフッ素から1番目の窒素原子と結合する[11]。
性質
[編集]分光法
[編集]| パラメータ | 値[10] | 単位 |
| A | 48131.448 | MHz |
| B | 5713.266 | MHz |
| C | 5095.276 | MHz |
| μa | 1.1 | |
| μb | 0.7 | |
形状
[編集]原子間の距離は、それぞれF–Nが0.1444 nm、FN=NNが0.1253 nm、FNN=Nが0.1132 nmである[10]。
物理的性質
[編集]FN
3はフッ化カリウムの固体表面に吸着するが、フッ化リチウムやフッ化ナトリウムには吸着しない。この性質は、FN
3を用いて固体推進剤のエネルギーを向上させるために研究されていた[1]。
紫外光電スペクトルは、11.01、13.72、15.6、15.9、16.67、18.2、19.7 eVにイオン化ピークを示す。これらはそれぞれ、π軌道、nN軌道またはnF軌道、nF軌道、πF軌道、nN軌道またはσ軌道、π記号、およびσ軌道に対応する[5]。
脚注
[編集]- 1 2 Brener, Nathan E.; Kestner, Neil R.; Callaway, Joseph (December 1990). Theoretical Studies of Highly Energetic CBES Materials: Final Report for the Period 2 March 1987 to 31 May 1987. Louisiana State University, Department of Physics and Astronomy. pp. 21–27. オリジナルのMarch 3, 2016時点におけるアーカイブ。 2014年6月25日閲覧。
- 1 2 3 Gholivand, Khodayar; Gabriele Schatte; Helge Willner (1987). “Properties of triazadienyl fluoride, N3F”. Inorganic Chemistry 26 (13): 2137–2140. doi:10.1021/ic00260a025. ISSN 0020-1669.
- 1 2 Gipstein, Edward; John F. Haller (1966). “Absorption Spectrum of Fluorine Azide”. Applied Spectroscopy 20 (6): 417–418. Bibcode:1966ApSpe..20..417G. doi:10.1366/000370266774386470. ISSN 0003-7028.
- ↑ Saxena, P. B. (2007-01-01). Chemistry of Interhalogen Compounds. Discovery Publishing House. p. 96. ISBN 9788183562430 2014年6月16日閲覧。
- 1 2 Rademacher, Paul; Andreas J. Bittner; Gabriele Schatte; Helge Willner (1988). “Photoelectron Spectrum and Electronic Structure of Triazadienyl Fluoride, N3F”. Chemische Berichte 121 (3): 555–557. doi:10.1002/cber.19881210325. ISSN 0009-2940.
- ↑ Peters, Nancy J. S.; Leland C. Allen; Raymond A. Firestone (1988). “Fluorine azide and fluorine nitrate: structure and bonding”. Inorganic Chemistry 27 (4): 755–758. doi:10.1021/ic00277a035. ISSN 0020-1669.
- ↑ Lowe, Derek (2008年10月21日). “Things I Won't Work With: Triazadienyl Fluoride.”. In the Pipeline. 2014年6月15日閲覧。
- 1 2 Benard, D. J.; B. K. Winker; T. A. Seder; R. H. Cohn (1989). “Production of nitrogen monofluoride (a1Δ) by dissociation of fluorine azide”. The Journal of Physical Chemistry 93 (12): 4790–4796. doi:10.1021/j100349a022. ISSN 0022-3654.
- ↑ Seder, T.A.; D.J. Benard (1991). “The decomposition of condensed phase fluorine azide”. Combustion and Flame 85 (3–4): 353–362. Bibcode:1991CoFl...85..353S. doi:10.1016/0010-2180(91)90139-3. ISSN 0010-2180.
- 1 2 3 Christen, Dines.; H. G. Mack; G. Schatte; H. Willner (1988). “Structure of triazadienyl fluoride, FN3, by microwave, infrared, and ab initio methods”. Journal of the American Chemical Society 110 (3): 707–712. Bibcode:1988JAChS.110..707C. doi:10.1021/ja00211a007. ISSN 0002-7863.
- ↑ Schatte, G.; H. Willner (1991). “Die Wechselwirkung von N3F mit Lewis-Säuren und HF. N3F als möglicher Vorläufer für die Synthese von N3+-Salzen = The interaction of N3F with Lewis acids and HF•N3F as possible precursor for the synthesis of N3+ salts” (ドイツ語). Zeitschrift für Naturforschung B 46 (4): 483–489. doi:10.1515/znb-1991-0410. ISSN 0932-0776.
外部リンク
[編集]
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