五氟化氮

五氟化氮
	IUPAC名; Nitrogen pentafluoride
识别
CAS号	13706-13-3
SMILES	FN(F)(F)(F)F（共价化合物）; F[N+](F)(F)F.[F-]（离子化合物）;
性质
化学式	NF5
摩尔质量	108.999 g·mol⁻¹
结构
分子构型	三角双锥
偶极矩	0 D
相关物质
其他阳离子	五氟化磷; 五氟化砷; 五氟化锑; 五氟化铋
相关化学品	三氟化氮
	若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。

五氟化氮是根据氮族元素中除氮以外的元素都存在五氟化物（例如：五氟化磷）而假想出的一种化合物。五氟化氮的理论模型有两种，一种是三角双锥形的分子NF₅，对称群为D_3h；另一种是离子晶体NF₄⁺F^-。[1]

离子晶体

1966年，W·E·托尔贝格首先合成了+5价的氮氟化物，均为四氟铵盐，例如：氟锑酸四氟铵（NF₄SbF₆）和氟砷酸四氟铵（NF₄AsF₆）。[2]在1971年，C·T·格切尔宣布制得了氟硼酸四氟铵（NF₄BF₄）以及另一种假定是氟化四氟铵（NF₄⁺F^-）的白色固体。这是将三氟化氮与氟单质在77K下通过电子辐射方法制得的，温度超过143K时又分解成原先的反应物。[2]

理论研究也表明这种离子化合物很容易分解成三氟化氮和氟气。[3]

卡尔·O·克里斯特制得了六氟合镍(IV)酸四氟铵（(NF₄)₂NiF₆）。[4]他也制备氟锰酸盐、氟铀酸盐、高氯酸盐、氟磺酸盐和一些含有N₂F₃⁺离子的盐。[5]克里斯特尝试在20°C下的无水氟化氢中通过NF₄SbF₆与HF的复分解反应制备氟化四氟铵。然而，他获得的是组成不定的溶剂合氟氢化铵（NF₄HF₂·nHF）。在室温下它是一种乳白色液体，冷却时就会变成浆糊状，在-45°C下形成白色固体。如果再次加热它，会产生F₂、HF和NF₃气体。[6]这种物质有CAS号，为71485-49-9。[7]

I·J·所罗门认为五氟化氮可由NF₄AsF₆的热分解制得，但是实验结果并不支持他的看法。[8]

分子

五氟化氮的可能结构

要形成NF₅分子，五个氟原子就要在氮原子周围排列成三角双锥结构（能量最低）。然而，由于氮原子半径太小，不足以容纳五个氟原子，因此只有使键长增大。因为形成五个化学键需要用到3d轨道，它的能量比2s和2p高得多，所以还是不稳定。[1] 计算表明NF₅分子在热力学上自发地分解成NF₄和F自由基，并放出8.5 kcal mol^-1的能量，过渡态能垒（活化能）大约是20±4 kcal mol^-1。[9]

参考文献

Lewars, Errol G. . Springer. 03/11/2008: 53–67 [2012-07-25]. （原始内容存档于2015-02-12）. 请检查|date=中的日期值 (帮助)
Goetschel, C. T.; V. A. Campanile, R. M. Curtis, K. R. Loos, C. D. Wagner, J. N. Wilson. . Inorganic Chemistry. July 1972, 11 (7): 1696–1701. doi:10.1021/ic50113a051.
Christe, Karl O; William W. Wilson. . Journal of the American Chemical Society. December 1992, 114 (25): 9934–9936. doi:10.1021/ja00051a027.
Christe, Karl O. 16 (9): 2238–2241. September 1977. doi:10.1021/ic50175a017.
Christe, Karl O. (PDF). Rockwell. 23 May 1980 [23 February 2012]. （原始内容存档 (PDF)于2015-12-27）.
Christe, Karl O. (PDF). Rockwell: G7–G8. 23 May 1980 [23 February 2012]. （原始内容存档 (PDF)于2015-12-27）.
查询时名称为：Tetrafluoroammonium bifluoride
Christe, Karl O.; William W. Wilson, Gary J. Schrobilgen, Raman V. Chirakal, George A. Olah. . Inorganic Chemistry. March 1998, 27 (5): 789–790. doi:10.1021/ic00278a009.
Holger F. Bettinger, Paul v. R. Schleyer, and Henry F. Schaefer III. . Journal of the American Chemical Society. 27 October 1998, 120 (44): 11439–11448. doi:10.1021/ja9813921.

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[mm-1] Lewars, Errol G. . Springer. 03/11/2008: 53–67 [2012-07-25]. （原始内容存档于2015-02-12）. 请检查|date=中的日期值 (帮助)

[Goetschel-2] Goetschel, C. T.; V. A. Campanile, R. M. Curtis, K. R. Loos, C. D. Wagner, J. N. Wilson. . Inorganic Chemistry. July 1972, 11 (7): 1696–1701. doi:10.1021/ic50113a051.

[Christe_1992-3] Christe, Karl O; William W. Wilson. . Journal of the American Chemical Society. December 1992, 114 (25): 9934–9936. doi:10.1021/ja00051a027.

[Christe_1977-4] Christe, Karl O. 16 (9): 2238–2241. September 1977. doi:10.1021/ic50175a017.

[ChristeK-5] Christe, Karl O. (PDF). Rockwell. 23 May 1980 [23 February 2012]. （原始内容存档 (PDF)于2015-12-27）.

[ChristeOK-6] Christe, Karl O. (PDF). Rockwell: G7–G8. 23 May 1980 [23 February 2012]. （原始内容存档 (PDF)于2015-12-27）.

[7] 查询时名称为：Tetrafluoroammonium bifluoride

[0e5n-8] Christe, Karl O.; William W. Wilson, Gary J. Schrobilgen, Raman V. Chirakal, George A. Olah. . Inorganic Chemistry. March 1998, 27 (5): 789–790. doi:10.1021/ic00278a009.

[9] Holger F. Bettinger, Paul v. R. Schleyer, and Henry F. Schaefer III. . Journal of the American Chemical Society. 27 October 1998, 120 (44): 11439–11448. doi:10.1021/ja9813921.