Tetrafluoruro de azufre

Estructura del SF₄.

El azufre en SF₄ esta formalmente en un estado de oxidación +4. Del total de azufre electrones de valencia: seis , dos forman un par solitario. La estructura del SF₄ por lo tanto se puede prever empleando los principios de la teoría de VSEPR: es una forma de balancín, con el azufre en el centro. Una de las tres posiciones ecuatoriales está ocupado por un enlazante par solitario de electrones. Por consiguiente, la molécula tiene dos tipos distintos de enlaces F, dos axiales y dos ecuatorial. Las distancias de enlace pertinentes son S−F_ax = 164,3 p. m. y S−F_ec = 154,2 p. m.. Es típico de los enlaces axiales en las moléculas hipervalentes se más débiles. En contraste con SF₄, la molécula parecida SF₆ tiene azufre en el estado 6 +, no quedan electrones de valencia no enlazantes en azufre, por lo tanto, la molécula adopta una estructura octaédrica altamente simétrica. Y además contrasta con SF₄, ya que el SF₆ es extraordinariamente inerte químicamente.

Equilibrio dinámico intramolecular del SF₄.

La espetrometía de RMN del ¹⁹F en SF₄ revela sólo una señal, lo que indica que los átomo flúor axial y ecuatorial interconvierten posiciones rápidamente a través de pseudorrotación.[3]

El tetrafluoruro se produce por fluoración del azufre por contacto directo del flúor con azufre.,[4] en lugar de flúor se puede emplear triclorofluorometano.[5]

${\displaystyle \mathrm {S+2\ F_{2}\longrightarrow SF_{4}} }$

En el laboratorio, existen varias maneras de sintetizarlo:

El resultado de la reacción de dicloruro de azufre (SCl₂), cloro (Cl₂), y fluoruro de sodio (NaF):[4]

${\displaystyle \mathrm {SCl_{2}+4\ NaF+Cl_{2}\longrightarrow SF_{4}+4\ NaCl} }$

El resultado de la reacción de dicloruro de azufre (SCl₂) y fluoruro de sodio (NaF). La reacción de SCl₂ con NaF también proporciona SF₄, no SF₂. Puesto que el SF₂ es inestable, se condensa con sí mismo para formar SF₄ y SSF₂.[6]

${\displaystyle \mathrm {3\ SCl_{2}+4\ NaF\longrightarrow SF_{4}+4\ NaCl+S_{2}Cl_{2}} }$

La acción de dicloruro de azufre sobre fluoruro de sodio:

${\displaystyle {\mathsf {3SCl_{2}+2NaF\ {\xrightarrow {70^{o}C}}\ SF_{4}+S_{2}Cl_{2}+4NaCl}}}$

La reacción de cloro a presión con una mezcla de azufre y fluoruro de sodio :

${\displaystyle {\mathsf {S+4NaF+2Cl_{2}\ {\xrightarrow {p,200-300^{o}C}}\ SF_{4}+4NaCl}}}$

La reacción de trifluoruro de cobalto con azufre:

${\displaystyle {\mathsf {S+4CoF_{3}\ {\xrightarrow {350-400^{o}C}}\ SF_{4}+4CoF_{2}}}}$

Descomposición del disulfuro difluoruro:

${\displaystyle {\mathsf {2S_{2}F_{2}\ {\xrightarrow {180^{o}C}}\ SF_{4}+3S}}}$

En síntesis orgánica, se utiliza el SF₄ para convertir los grupos COH y C = O en grupos CF y CF₂, respectivamente.[9] Ciertos alcoholes fácilmente dar el correspondiente fluorocarbono . cetonas y aldehídos dar difluoruros geminales. La presencia de protones alfa con respecto al carbonilo conduce a reacciones secundarias y la disminución de rendimiento (% 30-40). También puede dar dioles cíclicos sulfito ésteres,(RO)₂SO. Los ácidos carboxílicos convertir a derivados trifluorometilo. Por ejemplo el tratamiento de ácido heptanoico con SF₄ a 100-130 °C produce 1,1,1-trifluoroheptane. Los coproductos procedentes de estas fluoraciones, incluyendo SF₄ sin reaccionar junto con SOF₂ y SO₂, son tóxicos pero se puede neutralizar con un tratamiento con KOH acuoso.

El empleo de SF₄ se está reemplazado en los últimos años por el más fácil de manejar trifluoruro dietilaminoazufre, Et₂NSF₃, "DAST", donde Et representa CH₃CH₂.[10] Este reactivo se prepara a partir SF₄:[11]

SF₄ + Me₃SiNEt₂ → Et₂NSF₃ + Me₃SiF

El cloruro de pentafluoruro de azufre ( SF₅Cl ), una fuente útil de grupos SF₅, se prepara a partir SF₄.[12]