Нитрат фтора

Нитрат фтора - химическое соединение из класса нитратов с химической формулой FNO₃. Является нестабильным производным азотной кислоты с фтором. Он чувствителен к ударам.^[1] Нитрат фтора - инертная молекула, которая, как полагают, играет важную роль в химии атмосферы.^[2]

В 1935 году профессор Джордж Х. Кэди первым синтезировал нитрат фтора, и с тех пор его история имеет долгую и противоречивую историю. В 1937 году американский химик и биохимик Лайнус Полинг и один из его первых аспирантов Лоуренс О. Брокуэй, используя интенсивность дифракции электронов, определил структуру связи кислорода и фтора, перпендикулярной плоскости NO₂, как неплоскую структуру. Позднее это было подтверждено в 1963 и 1966 годах с использованием инфракрасных спектров. В исследовании 1995 года, проведенном Университетом Тюбингена в Германии, с помощью дифракции электронов было обнаружено, что азотно–кислородная связь на удивление длинная и составляет около 150,7 пм. Такая длина, вероятно, является результатом присутствия электроотрицательных атомов по сравнению с другими подобными структурами, такими как азотная кислота.^[3]

Хотя до конца не изучено, считается, что FNO₃ образуется в результате термолекулярной рекомбинации радикалов FO и NO₂. Нитрат фтора получают путем перемешивания фтора в его газообразной форме, который выделяется в азотной кислоте или твердом KNO₃. Из-за того, что соединение чувствительно к ударам, с ним необходимо обращаться с особой осторожностью:^[4][5]

F₂ + HNO₃ → FNO₃ + HF

F₂ + KNO₃ → FNO₃ + KF

Он разлагается в воде с образованием газообразного кислорода, дифторида кислорода, плавиковой кислоты и азотной кислоты.^[1]

В нитрате фтора атом кислорода, соединяющий азот и фтор, находится в редкой степени окисления, равной 0, из-за того, что его электроотрицательность ниже, чем у фтора, но выше, чем у азота. Электроотрицательность также играет важную роль в структуре нитрата фтора. С помощью электронно-дифракционного анализа было установлено, что FNO

3 имеет плоскую структуру с особенно длинной азотно-кислородной связью.^[6]

Нитрат фтора обладает более высоким потенциалом ионизации из-за центральной роли фтора. Этот более высокий потенциал ионизации указывает на ионизацию электронов на более глубоких орбиталях оболочки.^[5]

С 1990-х годов нитрат фтора изучается как критический фактор химического состава атмосферы. Именно в этот период нитрат фтора начали относить к числу видов-резервуаров в атмосфере. Было установлено, что зависимость между потенциалом ионизации и наибольшей занятой молекулярной орбиталью (HOMO) в нитрате фтора является значительной. В исследовании 1996 года исследователи утверждали, что потенциал ионизации HOMO в молекуле является отражением способности молекулы отдавать электроны, и по мере того, как потенциал ионизации HOMO снижается, способность молекулы отдавать электроны увеличивается и становится сильнее. Несмотря на инертную природу молекулы, в исследовании 1996 года утверждается, что нитрат фтора может быть наилучшим возможным источником в процессе разрушения озонового слоя.^[5]

1. ↑ ^{1 2} Otto Ruff, Walter Kwasnik. Die Fluorierung der Salpetersäure. Das Nitroxyfluorid – NO 3 F (англ.) // Angewandte Chemie. — 1935-04-20. — Vol. 48, iss. 16. — P. 238–240. — ISSN 0044-8249. — doi:10.1002/ange.19350481604.
2. ↑ James O. Jensen. Vibrational frequencies and structural determination of fluorine nitrate (англ.) // Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. — 2005-03. — Vol. 716, iss. 1-3. — P. 11–17. — doi:10.1016/j.theochem.2004.10.041.
3. ↑ H. Oberhammer. The N O bond in covalent nitrates and nitrites (англ.) // Journal of Molecular Structure. — 2002-03. — Vol. 605, iss. 2-3. — P. 177–185. — doi:10.1016/S0022-2860(01)00766-9.
4. ↑ Scott Elliott. Ultraviolet absorption spectra of FNO3 and HOF (англ.) // Atmospheric Environment (1967). — 1983-01. — Vol. 17, iss. 4. — P. 759–761. — doi:10.1016/0004-6981(83)90424-9.
5. ↑ ^{1 2 3} Wang Dianxun, Jiang Peng, Zhang Qiyuan. HeI photoelectron spectrum (PES) of fluorine nitrate, FONO2 (англ.) // Chemical Physics Letters. — 1996-11. — Vol. 262, iss. 6. — P. 771–775. — doi:10.1016/S0009-2614(96)01154-2.
6. ↑ Bernd Casper, Hans-Georg Mack, Heinz Oberhammer. Gas-phase structures of some hypofluorites: FOSF5, FOSO2F, FOClO3 and FONO2 (англ.) // Journal of Fluorine Chemistry. — 1995-04. — Vol. 71, iss. 2. — P. 215. — doi:10.1016/0022-1139(94)06031-G.

• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. Chemistry of the Elements (англ.). — 2-е. — Butterworth-Heinemann, 1997. — ISBN 978-0-08-037941-8. — doi:10.1016/C2009-0-30414-6.