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Difluoroaminopentafluorure de soufre

Le difluoroaminopentafluorure de soufre est un composĂ© chimique de formule SF5NF2. C'est un gaz incolore Ă  tempĂ©rature ambiante, dont la molĂ©cule prĂ©sente une gĂ©omĂ©trie octaĂ©drique et la particularitĂ© d'avoir un atome de soufre hexacoordonnĂ© liĂ© Ă  un atome d'azote[2] ; sa tempĂ©rature d'Ă©bullition Ă  pression atmosphĂ©rique est d'environ −17,5 °C. Il existe un brevet russe du dĂ©but du siĂšcle pour l'utiliser comme ergol avec des alcĂšnes afin de constituer un propergol pour fusĂ©es[3].

Difluoroaminopentafluorure de soufre
Image illustrative de l’article Difluoroaminopentafluorure de soufre
Structure du difluoroaminopentafluorure de soufre
Identification
No CAS 13693-10-2
PubChem 139547
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule F7NS [IsomĂšres]
Masse molaire[1] 179,061 ± 0,005 g/mol
F 74,27 %, N 7,82 %, S 17,91 %,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Propriétés

Le difluoroaminopentafluorure de soufre est stable à température ambiante, mais se décompose en quelques heures à 80 °C en donnant du tétrafluorure de soufre SF4 et du trifluorure d'azote NF3, et n'est pas stable au-dessus de 220 °C[4]. Il ne réagit pas avec l'eau ni avec l'acier inoxydable. La liaison entre les atomes de soufre et d'azote est plutÎt faible, avec une énergie de dissociation d'environ 210 kJ·mol-1[5].

Lorsqu'il est exposé à la lumiÚre ultraviolette dans un tube de quartz, il se décompose légÚrement et réagit avec la silice pour former du tétrafluorure de soufre SF4, de la tétrafluorohydrazine N2F4, de l'hexafluorure de soufre SF6, du trifluorure d'azote NF3, du fluorure de sulfuryle SO2F2, du tétrafluorure de thionyle SOF4 et du protoxyde d'azote N2O.

En spectroscopie infrarouge, le composé présente de fortes bandes d'absorption autour de 885, 910 et 950 cm-1 provoquées par les liaisons avec les atomes de fluor. Si on irradie fortement avec un laser à 910 cm-1, cela peut briser la molécule pour former du décafluorure de disoufre S2F10, du tétrafluorure de soufre SF4 et de la tétrafluorohydrazine N2F4.

Préparation

On peut obtenir du difluoroaminopentafluorure de soufre en irradiant un mélange de tétrafluorohydrazine N2F4 et de tétrafluorure de soufre SF4 avec de la lumiÚre ultraviolette[2] :

N2F4 + 2 SF4 → 2 SF5NF2.

Cela fonctionne également avec un mélange de N2F4 et de chloropentafluorure de soufre SF5Cl ; pour se produire, la réaction a besoin d'un groupe pentafluorosulfanyle SF5, d'un atome de chlore, ainsi que d'un groupe NF2.

Par ailleurs, on peut obtenir du SF5NF2 en faisant chauffer du soufre avec N2F4, mais le rendement n'est que d'environ 6 % et il se forme surtout du SF4. En faisant chauffer N2F4 avec du dĂ©cafluorure de disoufre S2F10, du dioxyde de soufre SO2 ou du thiophosgĂšne CSCl2 dans un arc Ă©lectrique[6]. Le SF5NF2 est aussi produit en petite quantitĂ© par effet couronne dans un mĂ©lange d'hexafluorure de soufre SF6 et d'azote N2, ce qui est significatif dans la mesure oĂč les Ă©quipements haute tension sont souvent isolĂ©s avec ce mĂ©lange de gaz[7].

Le SF5NF2 se forme également par réaction du fluor F2 sur le pentafluorosulfanylamine SF5NH2[8] :

SF5NH2 + 2 F2 → SF5NF2 + 2 HF.

Notes et références

  1. Masse molaire calculĂ©e d’aprĂšs « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. (en) A. L. Logothetis, G. N. Sausen et R. J. Shozda, « The Preparation of Difluoroamino Sulfur Pentafluoride », Inorganic Chemistry, vol. 2, no 1,‎ , p. 173-175 (DOI 10.1021/ic50005a044, lire en ligne)
  3. (en) W. R. Dolbier Jr, T. W. Knight et S. Anghaie, « Development of Synthesis and Large Scale Technology for Ultrahigh Energy Density Fluoro-Organic Compounds » [PDF], (consulté le ).
  4. (en) Jane E. Macintyre, Dictionary of Inorganic Compounds, CRC Press, 23 juillet 1992, p. 3240. (ISBN 9780412301209)
  5. (en) John L. Lyman, Wayne C. Danen, Alan C. Nilsson et Andrew V. Nowak, « Multiple‐photon excitation of difluoroamino sulfur pentafluoride: A study of absorption and dissociation », The Journal of Chemical Physics, vol. 71, no 3,‎ , p. 1206-1210 (DOI 10.1063/1.438466, Bibcode 1979JChPh..71.1206L, lire en ligne)
  6. (en) Eugene C. Stump Jr., Calvin D. Padgett et Wallace S. Brey Jr., « The Synthesis of Difluoraminosulfur Pentafluoride », Inorganc Chemistry, vol. 2, no 3,‎ , p. 648-649 (DOI 10.1021/ic50007a062, lire en ligne)
  7. (en) Anne-Marie Casanovas, Lawrence Vial, Isabelle Coll, Magali Storer, Joseph Casanovas et Regine Clavreul, « Decomposition of SF6 under AC and DC Corona Discharges in High-Pressure SF6 and SF6/N2 (10%-90%) Mixtures », dans : Loucas G. Christophorou et James K. Olthoff, Gaseous Dielectrics VIII, Springer Science & Business Media, 6 dĂ©cembre 2012, p. 379–383 ; consultĂ© le 23 dĂ©cembre 2015. (ISBN 9781461548997)
  8. (en) R. D. Verma, Robert L. Kirchmeier et J. M. Shreeve, « Chemistry of Pentafluorosulfanyl Compounds », Advances in Inorganic Chemistry, vol. 41,‎ , p. 125-169 (DOI 10.1016/S0898-8838(08)60171-3, lire en ligne)
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