五氟化氮

五氟化氮是根據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）而假想出的一種化合物。五氟化氮的理論模型有兩種，一種是三角雙錐形的分子NF₅，對稱群為D_3h；另一種是離子晶體NF₄⁺F^-。^[1]

五氟化氮
IUPAC名 Nitrogen pentafluoride
識別
CAS號	13706-13-3  Y
SMILES	FN(F)(F)(F)F（共價化合物） F[N+](F)(F)F.[F-]（離子化合物）
性質
化學式	NF5
莫耳質量	108.999 g·mol⁻¹
結構
分子構型	三角雙錐
偶極矩	0 D
相關物質
其他陽離子	五氟化磷 五氟化砷 五氟化銻 五氟化鉍
相關化學品	三氟化氮
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

離子晶體

1966年，W·E·托爾貝格首先合成了+5價的氮氟化物，均為四氟銨鹽，例如：氟銻酸四氟銨（NF₄SbF₆）和氟砷酸四氟銨（NF₄AsF₆）。^[2]在1971年，C·T·格切爾宣布製得了氟硼酸四氟銨（NF₄BF₄）以及另一種假定是氟化四氟銨（NF₄⁺F^-）的白色固體。這是將三氟化氮與氟單質在77K下通過電子輻射方法製得的，溫度超過143K時又分解成原先的反應物。^[2]

理論研究也表明這種離子化合物很容易分解成三氟化氮和氟氣。^[3]

卡爾·O·克里斯特製得了六氟合鎳(IV)酸四氟銨（(NF₄)₂NiF₆）。^[4]他也製備氟錳酸鹽、氟鈾酸鹽、高氯酸鹽、氟磺酸鹽和一些含有N₂F₃⁺離子的鹽。^[5]克里斯特嘗試在20°C下的無水氟化氫中通過NF₄SbF₆與HF的複分解反應製備氟化四氟銨。然而，他獲得的是組成不定的溶劑合氟氫化銨（NF₄HF₂·nHF）。在室溫下它是一種乳白色液體，冷卻時就會變成漿糊狀，在-45°C下形成白色固體。如果再次加熱它，會產生F₂、HF和NF₃氣體。^[6]這種物質有CAS號，為71485-49-9。^[7]

I·J·所羅門認為五氟化氮可由NF₄AsF₆的熱分解製得，但是實驗結果並不支持他的看法。^[8]

分子

五氟化氮的可能結構

要形成NF₅分子，五個氟原子就要在氮原子周圍排列成三角雙錐結構（能量最低）。然而，由於氮原子半徑太小，不足以容納五個氟原子，因此只有使鍵長增大。因為形成五個化學鍵需要用到3d軌道，它的能量比2s和2p高得多，所以還是不穩定。^[1] 計算表明NF₅分子在熱力學上自發地分解成NF₄和F自由基，並放出8.5 kcal mol^-1的能量，過渡態能壘（活化能）大約是20±4 kcal mol^-1。^[9]