Υποφθοριώδες οξύ

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Υποφθοριώδες οξύ
Hypofluorous-acid-2D-dimensions.png
Hypofluorous-acid-3D-vdW.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Υποφθοριώδες οξύ
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος HFO
Μοριακή μάζα 36,0057 ± 0,0004 amu
Αριθμός CAS 14034-79-8
SMILES FO
InChI 1S/FHO/c1-2/h2H
PubChem CID 123334
ChemSpider ID 109936
Δομή
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -117 °C
Σημείο βρασμού <0 °C
Εμφάνιση ωχροκίτρινο υγρό[1]
Χημικές ιδιότητες
Αυτοδιάσπαση 0 °C
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Το υποφθοριώδες οξύ είναι ανόργανη χημική ένωση, που περιέχει υδρογόνο, οξυγόνο και φθόριο, με μοριακό τύπο HFO. Είναι ενδιάμεσο προϊόν της οξείδωσης του νερού από στοιχειακό φθόριο. Κατά τη διάρκεια αυτής της διεργασίας συμπαράγονται (ενδιάμεσα ή τελικά) υδροφθόριο (HF), διφθοριούχο οξυγόνο (OF2), υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2), όζον (O3) και διοξυγόνο (O2):

[2]

Το υποφθοριώδες οξύ αυτοδιασπάται, σχηματίζοντας υδροφθόριο και οξυγόνο. Είναι το μόνο υπαλογονώδες οξύ που μπορεί να απομονωθεί στη στερεή κατάσταση. Παράγεται σε χημικά καθαρή μορφή με επίδραση στοιχειακού αερίου φθορίου σε πάγο, στους -40°C. Μετά την παραγωγή του συλλέγεται στην αέρια κατάσταση και συμπυκνώνεται στην υγρή:

Η ένωση έχει χαρακτηριστεί στη στερεή φάση, με κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ[2], εμφανίζοντας μια «γωνιακή» μοριακή δομή (με δεσμική γωνία) 101°. Τα μήκη των δεσμών O-F και O-H, που περιέχει, είναι αντιστοίχως 144,2 pm και 96,4 pm. Η δομή του στη στερεή κατάσταση αποτελείται από αλυσίδες O-H...O[3]. H δομή του έχει αναλυθεί επίσης στην αέρια κατάσταση, όπου η δεσμική γωνία του είναι 97,2°.

Το μόριό του είναι πολύ συμμετρικό, εφόσον τα άτομα που το αποτελούν είναι όλα διαφορετικά. Έχει μόνο δύο (2) πράξεις συμμετρίας: ταυτότητα (E) και κατοπτρικό επίπεδο, το οποίο διέρχεται από τα κέντρα των τριών (3) ατόμων που το αποτελούν. Η αντίστοιχη ομάδα σημείων του είναι Cs.

Χημική συμπεριφορά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το υποφθοριώδες οξύ είναι το μοναδικό οξοξύ (δηλαδή οξυγονούχο οξύ) του φθορίου. Το υποφθοριώδες οξύ είναι εκρηκτικό, διασπώμενο στους 0°C σε υδροφθόριο και οξυγόνο[2]:

Όταν χρειάζεται η χρήση του, συνήθως παράγεται «in situ», με διαβίβαση αερίου φθορίου μέσα σε ένυδρο αιθανονιτρίλιο (CH3CN), εξυπηρετώντας ως ένα πολύ (ισχυρό) ηλεκτρονιόφιλο αντιδραστήριο μεταφοράς οξυγόνου[4][5] (ή και ολόκληρου υδροξυλίου). Με την επίδραση υποφθοριώδους οξέος σε φαινανθρολίνη παράγεται διοξείδιο 1,10-φαινανθρολίνης[6], πάνω από 50 χρόνια μετά από την πρώτη ανεπιτυχή απόπειρα[7].

Όταν αντιδρά με το νερό, σχηματίζεται υπεροξείδιο του υδρογόνου:

Όταν αντιδρά με φθόριο, σχηματίζεται διφθοριούχο οξυγόνο:

Τέλος, αποτελώντας τη μόνη πηγἠ «θετικού» υδροξυλίου (OHδ+), δίνει αντιδράσεις προσθήκης σε πολλαπλούς δεσμούς, αντίθετα από τα υπόλοιπα υπαλογονώδη οξέα. Για παράδειγμα:

Σημειώνεται ότι για κάθε άλλο αλογόνο (X), είναι:

Υποφθοριώδη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα υποφθοριώδη είναι παράγωγα του ιόντος OF-, που είναι η συζυγής βάση του υπoφθοριώδους οξέος. Ένα παράδειγμα υποφθοριώδους ένωσης είναι το υποφθοριώδες τριφθορομεθύλιο (CF3OF), που επίσης μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι εστέρας του υποφθοριώδους οξέος και της τριφθορομεθανόλης (CF3OH). Τα άλατα του υποφθοριώδους οξέος, όμως, είναι (στην πραγματικότητα) άγνωστα. Μόνο από την πρωτονιομένη μορφή του ελεύθερου υποφθοριώδους οξέος (H2FO+) έχουν παρατηρηθεί λίγα άλατα, και αυτά μόνο σε μορφή συμπλόκων τους.

Δείτε επίσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το υποχλωριώδες οξύ (HClO) είναι μια «συγγενική» ένωση, που έχει μεγαλύτερη τεχνολογική σημασία, αλλά δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ σε χημικά καθαρή μορφή, παρά μόνο στη μορφή διαλυμάτων της.

Αναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες από το σημείο τήξης του και μικρότερες από τo σημείο βρασμού του.
  2. 2,0 2,1 2,2 W. Poll, G. Pawelke, D. Mootz, E. H. Appelman (1988). "The Crystal Structure of Hypofluorous Acid : Chain Formation by O-H · · · O Hydrogen Bonds". Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 27 (3): 392–3. doi:10.1002/anie.198803921.
  3. Τα αποσιωπητικά παριστάνουν δεσμό υδρογόνου
  4. S. Rozen, M. Brand (1986). "Epoxidation of Olefins with Elemental Fluorine in Water/Acetonitrile Mixtures". Angew. Chem. Int. Ed. 25 (6): 554–5. doi:10.1002/anie.198605541.
  5. S. Dayan, Y. Bareket, S. Rozen (1999). "An efficient α-hydroxylation of carbonyls using the HOF·CH3CN complex". Tetrahedron 55 (12): 3657. doi:10.1016/S0040-4020(98)01173-9.
  6. S. Rozen, S. Dayan (1999). "At Last, 1,10-Phenanthroline-N,N'-dioxide, A New Type of Helicene, has been Synthesized using HOF·CH3CN". Angew. Chem. Int. Ed. 38 (23): 3471–3. doi:10.1002/(SICI)1521-3773(19991203)38:23<3471::AID-ANIE3471>3.0.CO;2-O.
  7. F. Linsker, R.L. Evans (1946). "Phenanthroline Di-N-oxides". J. Am. Chem. Soc. 68 (3): 403. doi:10.1021/ja01207a019.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Hypofluorige Säure της Γερμανικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Hypofluorous acid της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα cide hypofluoreux της Γαλλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Фторноватистая кислота της Ρωσικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).