硝酰氟

硝酰氟（化學式：NO₂F）是最常見的硝酰鹽之一。它首先由莫瓦桑於1905年製得。^[1][2][3]

硝酰氟
硝酰氟 結構式 硝酰氟 空間填充模型
識別
CAS號	10022-50-1  Y
PubChem	66203
ChemSpider	59588
SMILES	[N+](=O)([O-])F
InChI	1/FNO2/c1-2(3)4
InChIKey	JVJQPDTXIALXOG-UHFFFAOYAU
EINECS	233-021-0
性質
化學式	NO2F
摩爾質量	65.0039 g·mol⁻¹
熔點	-166 °C
沸點	-72 °C
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

性質

硝酰氟與硝酸根離子是等電子體，也為平面結構。通常狀態下為無色氣體，共價性較強，熔點-166°C，沸點-72.5°C，N-F鍵長135pm，偶極矩0.47D。^[4]ΔH_f°(298K)為-80kJ/mol，ΔG_f°(298K)為-37.2kJ/mol。溶於氟化氫時，完全離解為直線型的 [NO₂]⁺ 離子。^[5]

硝酰氟是很強的氧化劑和氟化劑，同時有很強的硝化性，可以將大部分金屬轉化為相應的氧化物、氟化物或氟氧化物，也可以與大部分非金屬反應，生成硝酰鹽，與有機物反應則生成對應的硝基取代物。比如它與金屬鋅反應時，會生成氧化鋅和氟化鋅的混合物，而與金屬鉻反應，則生成鉻酰氟（CrO₂F₂）。

${\displaystyle {\rm {Zn+2NO_{2}F\rightarrow ZnF_{2}+2NO_{2}\,}}}$

${\displaystyle {\rm {Zn+NO_{2}\rightarrow ZnO+NO\,}}}$

與硼反應，先生成三氟化硼，進一步反應生成氟硼酸硝酰：

${\displaystyle {\rm {B+3NO_{2}F\rightarrow BF_{3}+3NO_{2}\,}}}$

${\displaystyle {\rm {NO_{2}F+BF_{3}\rightarrow NO_{2}BF_{4}\,}}}$

硝酰氟也可作為 F⁻ 供體。它與三氧化硫反應，可以得到 NO₂(SO₃F)；^[6] 與七氟化碘反應，生成 [NO₂]⁺[IF₈]⁻。此外硝酰氟也可作配體，不過對應的配合物較為罕見。

製備

可通過氟氣直接對二氧化氮或亞硝酸鹽進行氟化製得：

${\displaystyle {\rm {2NO_{2}+F_{2}\rightarrow 2NO_{2}F\,}}}$

${\displaystyle {\rm {NaNO_{2}+F_{2}\rightarrow NO_{2}F+NaF\,}}}$

也可用三氟化鈷為氟化劑，在300°C與二氧化氮反應：

${\displaystyle {\rm {CoF_{3}+NO_{2}\rightarrow NO_{2}F+CoF_{2}\,}}}$

用途

用作火箭推進劑中的氧化劑。^[7]

參見

• 亞硝酰氟、氧化三氟胺
• 硝酰氯

參考資料

1. Moissan, H.; Lebeau, P., C. R. Hebd. Seances Acad. Sci. 1940, 1573 (1905).
2. Moissan, H.; Lebeau, P., C. R. Hebd. Seances Acad. Sci. 1940, 1621 (1905).
3. Moissan, H.; Lebeau, P., Ann. Chim. Phys. 9, 221 (1906).
4. Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey (1988), Advanced Inorganic Chemistry (5th ed.), New York: Wiley-Interscience, p. 333, ISBN 0-471-84997-9
5. Griffiths, J. E.; Sunder, W. A. J. Fluorine Chem. 6, 533 (1975).
6. Schmutzler, R., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 7, 440 (1968).
7. Merck Index, 13th edition (2001), p.1193