Fluorazid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Fluorazid
Andere Namen	Triazadienylfluorid
Summenformel	N3F
Kurzbeschreibung	grüngelbes Gas
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 14986-60-8 PubChem 23235952 Wikidata Q4058308
Eigenschaften
Molare Masse	61,02 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	1,3 g·cm−3
Schmelzpunkt	-132,5 °C
Siedepunkt	-82 °C
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Fluorazid ist eine chemische Verbindung des Fluors aus der Gruppe der Halogenazide.

Geschichte

Unter den Halogenaziden nimmt das Fluorazid eine Sonderstellung ein, da seine N₃-Gruppe positiv polarisiert ist. Als letzte Verbindung in dieser Substanzklasse wurde es 1942 durch Umsetzung von HN₃ mit Fluor durch John F. Haller synthetisiert. Da Fluorazid in der Gasphase bei Raumtemperatur zerfällt und im kondensierten Zustand außerordentlich leicht explodiert, gelang die Reindarstellung und eine nähere Charakterisierung sowie die genaue Bestimmung von spektroskopische Daten sowie Werten für Schmelz- und Siedepunkt erst in den 1990er Jahren.

Gewinnung und Darstellung

Fluorazid kann durch Reaktion von Stickstoffwasserstoffsäure mit Fluor gewonnen werden.

$\mathrm {4\ HN_{3}+2\ F_{2}\longrightarrow 3\ FN_{3}+N_{2}+NH_{4}F}$

Eigenschaften

Fluorazid ist ein grüngelbes Gas, das bei 25 °C instabil ist und in in Difluorazin und Stickstoff zerfällt.

$\mathrm {2\ N_{3}F\longrightarrow N_{2}F_{2}+2\ N_{2}}$

In der flüssigen und festen Form ist die Verbindung extrem explosiv. Bei Raumtemperatur reagierte die Verbindung nicht mit Wasser, Sauerstoff, Xenondifluorid, Sauerstoffdifluorid und Trimethylsilylazid. Reaktionen mit Stickstoffmonoxid, Kohlenstoffmonoxid, Carbonylsulfid führen zu Produkten, die als über die Bildung von NF als Zwischenprodukt interpretiert lassen.

$\mathrm {N_{3}F\longrightarrow [NF]+N_{2}\longrightarrow N_{2}F_{2}}$

$\mathrm {N_{3}F+NO\longrightarrow FNO+N_{2}O+N_{2}}$

$\mathrm {N_{3}F+CO\longrightarrow [FNCO]+N_{2}\longrightarrow FC(O)NCO}$

$\mathrm {N_{3}F+COS\longrightarrow FSN+N_{2}}$

Das UV/vis Absorptionsspektrum von gasförmigem Fluorazid zeigt analog der von anderer Halogenaziden drei Absorptionen l_max = 414, 208, und <190 nm, e_max = 12.800 und > 1200L mol^-1cm^-1. Das Massespektrum zeigt eine Ionisationsenergie von 70 eV und ein Ionquellentemperatur von 50 °C. Es wurde angenommen das sich aufgrund der geringen NF-Bindungsenergie (<150 kJ/mol) in Fluorazid ein Fluor-Ion unter Bildung eines N³⁺-Salzes abspalten lassen würde. Dies hätte eine Möglichkeit ergeben, die strukturellen, spektroskopischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften dieses bisher präparativ nicht zugänglichen Nichtmetallkations zu analysieren. Allerdings wurde festgestellt, daß die Fluoriddonator-Eigenschaften nicht ausreichen, in Gegenwart der Lewis-Säuren Bortrifluorid und Arsenpentafluorid die entsprechenden N³⁺-Salze zu bilden. Vielmehr entstehen immer nur die Addukte, die eine koordinative (Na—»M)-Bindung (M = B, As) aufweisen.

Verwendung

Fluorazid dissoziiert exotherm in Stickstoff und elektronisch angeregte NF-Moleküle, so daß es möglicherweise zum Betrieb energiereicher chemischer Laser eingesetzt werden kann.