펜타제늄

Pentazenium
펜타제늄
Skeletal formula of pentazenium with assorted dimensions
이름
기타 이름
펜타니트로겐 양이온
식별자
3D 모델(JSmol)
펍켐 CID
  • InChi=1S/N5/c1-3-5-4-2/q+1 ☒N
    키: UXGCMSPHSBEHRM-UHFFFAOYSA-N ☒N
  • N#[N+][N-][N+]#n
특성.
N+
5
어금질량 70.0335 g/mb
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
☒ NVERIFI (?란checkY☒N?
Infobox 참조 자료

펜타제니움 양이온(펜타니트로겐이라고도 함)은 화학 공식 N의+
5 양전하 폴리니트로겐 이온이다. 고체 질소 폴리머와 아지드 음이온과 함께 대량으로 얻은 단 3종의 폴리니트로겐 중 하나이다.

역사

1986년부터 미 공군이 운영하는 고에너지 밀도 물질 연구 프로그램 내에서 폴리니트로겐 화합물에 접근하기 위한 체계적인 시도는 1998년 에드워드 AFB의 공군 연구소가 고독성 히드라진 기반 로켓 연료의 대안 연구에 관심을 갖게 되면서 동시에 여러 프로에 자금을 지원하게 되면서 시작되었다.양수. 칼 오. 당시 AFRL의 선임 연구원인 Christe는 제안된 결합 구조에 기초하여 NF와
2+
N 중에서−
3 선형 N을+
5 구축하는 시도를 선택했다.[1]

[F-N≡N]+ + HN=N=N → [N≡N-N=N]+ + HF

반응이 성공했고, 1999년 NMR, IR, 라만 분광학으로 완전히 특징지을 수 있을 만큼 NAsF가+
5−
6 충분히 만들어 졌다.[2] 소금은 폭발성이 높았으나, AsF가
5 더 강한 루이스산인
5 SbF로 대체되었을 때 훨씬 더 안정적인+
5−
6 NSbF가 생산되었고, 내충격성이 있으며, 최대 60–70 °C까지 열적으로 안정되었다. 이를 통해 대량, 손쉬운 핸들링, X선 결정구조 분석이 가능해졌다.[3]

준비

-78°C에서 건조한 HF에서 NF와
2+
HN의
3 반응은 지금까지 알려진 유일한 방법이다.

cis-N
2F
2 + SbF
5 → [N
2F]+
[SbF
6]−
[N
2F]+
[SbF
6]−
 + HN
3 → [N
5]+
[SbF
6]−
 + HF

화학

N은+
5 물, NO, NO
2, Br을
2 산화시킬 수 있지만, Cl이나
2 O는
2 아니다. 전자 친화력은 10.44 eV(1018.4 kJ/mol)이다. 이러한 이유로 N은+
5 건조한 환경에서 준비되고 취급되어야 한다.

4 N+
5AsF−
6 + 2 H
2O → 4 HF + 4 AsF
5 + 10 N
2 + O
2
2 N+
5SbF−
6 + 2 Br
2 → 2 Br+
2SbF−
6 + 5 N
2

형광 항시몬트의 안정성으로 인해, 일반적으로 HF, SO
2, CHF
3 또는 CHCN과
3 같은 비수성 용매에서 전이 반응에 의해 달성되는 알려진 다른 모든 염류의 전구체로 사용되며, 여기서 적절한 육불화항시몬산물이 불용성인 경우:

2 NSbF+
5−
6 + AB+
−
 → NB+
5−
 + ASBF
6

N의+
5 가장 안정적인 염분은 50~60°C까지 가열하면 분해된다. NSbF+
5−
6, NSbF+
5−
5, NSB
5(CF
3)
4를 획득하고 연구한 가장 불안정한 염류인 N+
5[P(N
3)]−
6과 N+
5[B(N
3)]−
4은 극도로 충격과 온도에 민감하여 0.5mmol만큼 희석된 용액에서 폭발하였다. 불소, 아지드, 질산염, 과염소산염과 같은 많은 염분은 형성될 수 없다.[1]

구조 및 본딩

발란스 본드 이론에서 펜타제니움은 다음과 같은 여섯 가지 공명 구조로 설명할 수 있다.

[N≡N+−N−−N+≡N]+ ↔ [N−=N+=N−N+≡N]+ ↔ [N≡N+−N=N+=N−]+ ↔ [N≡N+−N+≡N+−N2−]+ ↔ [N2−−N+≡N+−N+≡N]+ ↔ [N−=N+=N+=N+=N−]+,

마지막 세 그림은 첫 번째 세 개보다 덜 호의적인 공식 충전 상태를 가지기 때문에 전체 구조에 대한 기여도가 더 작다.[4][better source needed]

아비니시오 계산과 실험 X선 구조에 따르면, cation은 평면, 대칭 및 대략 V자형으로 중심 원자(각도 N2–N3–N4)에서 111°, 두 번째 원자(각도 N1–N2–N3 및 N3–N4–N5)에서 168°이다. N1–N2 및 N4–N5의 결합 길이는 1.10 å이고, 결합 길이 N2–N3 및 N3–N4는 1.30 å이다.[3]

참고 항목

참조

  1. ^ a b Christe, Karl O. (14 Jun 2007). "Recent Advances in the Chemistry of N+
    5    , N−
    5     and High-Oxygen Compounds". Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 32 (3): 194–204. doi:10.1002/prep.200700020.
  2. ^ Christe, Karl O.; William W. Wilson; Jeffrey A. Sheehy; Jerry A. Boatz (12 Jul 1999). "N+
    5    : A Novel Homoleptic Polynitrogen Ion as a High Energy Density Material"    . Angewandte Chemie International Edition. 38 (13–14): 2004–2009. doi:10.1002/(SICI)1521-3773(19990712)38:13/14<2004::AID-ANIE2004>3.0.CO;2-7.
  3. ^ a b Vij, Ashwani; William W. Wilson; Vandana Vij; Fook S. Tham; Jeffrey A. Sheehy; Karl O. Christe (9 Jun 2001). "Polynitrogen Chemistry. Synthesis, Characterization, and Crystal Structure of Surprisingly Stable Fluoroantimonate Salts of N+
    5    "    . J. Am. Chem. Soc. 123 (26): 6308–6313. doi:10.1021/ja010141g. PMID 11427055.
  4. ^ "Method of drawing the Lewis Structures of N+
    5    "    . Chemistry Net Blogspot. Blogger. October 31, 2012. Retrieved November 8, 2016.