四氟化二硫

四氟化二硫，又稱1,1,1,2-二氟二硫烷 1,1-二氟化物或二氟二硫烷二氟化物，化學式FSSF₃，是一種不穩定的硫的氟化物。四氟化二硫有兩個硫原子，其中一個連接一個氟原子，另一個連接三個氟原子。它不尋常的地方在於所有的硫-氟鍵鍵長都不一樣。^[3]它的鍵能也不與鍵長相關。^[3]四氟化二硫可以看作四氟化硫的一個氟原子變成 S-F基團的化合物。^[3]

四氟化二硫
IUPAC名 1,1,1,2-tetrafluoro-1λ4-disulfane
英文名	difluorodisulfanedifluoride
別名	1,2-二氟二硫烷 1,1-二氟化物 二氟二硫烷二氟化物
識別
CAS號	27245-05-2（[1]）
PubChem	141342
ChemSpider	124683
SMILES	S(SF)(F)(F)F
InChI	1S/F4S2/c1-5-6(2,3)4
InChIKey	MKKRFYJAWNGNCJ-UHFFFAOYSA-N
性質
化學式	FSSF3
莫耳質量	140.124[1] g·mol⁻¹
外觀	液體
密度	1.81[2]
熔點	-98°C[2]
沸點	39°C[2]
溶解性（水）	分解
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

結構

在下表中，連接三個氟原子的硫原子被記為S_hyp（超價硫），另一個硫原子則是S_top。F_top是連接S_top的氟原子。在超價硫連接的三個氟原子中，F_cis是離F_top最近的氟原子，而F_trans則離得最遠。剩下的那個氟原子就是F_eq。^[3]

Carlowitz在1983年首次描述了四氟化二硫的結構。^[3]

原子1	原子2	鍵長 Å[3]	鍵解離能 kcal/mol[3]	離S-S軸的鍵角 °[4]
Ftop	Stop	1.62	86.4	105
Fcis	Shyp	1.67	102.1	76
Ftrans	Shyp	1.77	97.8	92
Feq	Shyp	1.60	86.7	106
Stop	Shyp	2.08

反應

2SF₂ ⇌ FSSF₃的二聚反應是可逆的。^[5]它也會歧化：SF₂ + FSSF₃ → FSSF + SF₄。^[5]一個支鏈反應會產生 F₃SSSF₃。^[6] 氟化氫通過形成HSF中間體，可催化四氟化二硫歧化成硫和四氟化硫的反應。^[7]當FSSF₃ 分解時，F_cis 會和 S_top 形成新的鍵，S-S 則會斷裂。^[3]作為氣體，在完全清潔的條件下，FSSF₃ 的半衰期為10小時。它歧化成 SSF₂ 和SF₄的反應可以被金屬氟化物催化，反應時間短於一秒。然而，它在 -196°C 下是穩定的。^[4]

對稱的異構體 F₂SSF₂預測能量比FSSF₃高15.1 kcal/mol。^[3]

FSSF₃很容易水解。^[8]

FSSF₃會自發和氧氣反應，形成氟化亞碸，也是唯一不需要任何幫助即可完成反應的硫的氟化物。^[8] FSSF₃在高溫下和銅反應，形成氟化銅和硫化銅。^[8]

生成

SF₃SF 可以在低壓（10mm）下用SCl₂蒸汽流過加熱到150 °C的氟化鉀或氟化汞。副產物包括 FSSF、SSF₂、SF₄、SF₃SCl和 FSSCl。^[8] SF₃SCl 可以通過汞分離。^[8]剩下的化合物需要通過低溫蒸餾分離。SF₃SF 在 -50 °C下會蒸餾出來。^[9]

少量的SF₃SF 可以由氟化銀和硫反應，或是光解二氟化二硫和 SSF₂而成。^[8]它也可以由二氟化硫二聚而成。^[3]

性質

FSSF₃的核磁共振譜線有四個波段，每個波段在 -53.2, -5.7, 26.3 和204.1 ppm處有八條線。^[5]

FSSF₃ 在固態和 -74 °C以下的液態穩定，可溶於其它硫的氟化物。^[8]這和只能以稀氣體穩定存在的SF₂形成對比。^[8]

FSSF₃ 的紅外振動帶位於 810、678、530、725和 618(S-S) cm⁻¹。^[8]

相關化合物

FSSSF₃有相似的結構，但有多一個硫原子。四氟硫化硫 S=SF₄可能以氣體存在。它在能量上比 FSSF₃ 不有利 37kJ/mol，但具有 267kJ/mol 的高能壘。^[10]不過它會迅速歧化成硫和四氟化硫。^[10]其它已知的硫的氟化物包括二氟化硫、四氟化硫、六氟化硫、二氟化二硫、十氟化二硫、硫代氟化亞碸、二氟三硫烷和二氟四硫烷。^[10]F_top 原子可以被 Cl替換，形成ClSSF₃。^[5]