Tetrafluoroamonio

El catión tetrafluoroamonio (también conocido como perfluoroamonio ) es un ion poliatómico con carga positiva y fórmula química NF ⁺ _4. Es equivalente al ion amonio en el que los átomos de hidrógeno que rodean al átomo central de nitrógeno han sido reemplazados por flúor . ^{[ 1 ]} El ion tetrafluoroamonio es isoelectrónico con el tetrafluorometano CF₄ ,óxido de trifluoraminaONF₃ ,tetrafluoroboratoBF ⁻ ₄ y eltetrafluoroberilatoBeF ²⁻ ₄ .

El ion tetrafluoroamonio forma sales con una gran variedad de aniones ^que contienen flúor. Estos incluyen el anión bifluoruro ( HF⁻² _{) ,} ^{tetrafluorobromato} ( BrF⁻⁴ ₎ , pentafluoruros metálicos ( MF⁻⁵ donde ^M es Ge , Sn o Ti ), hexafluoruros ( MF⁻⁶ ^{donde M} es P , _As , Sb , Bi o Pt ) , ^{heptafluoruros} ( MF⁻⁷ donde M es W , U ^o _Xe ), octafluoruros ( XeF₂⁻⁸ ) , ^{[ 2} _] varios oxifluoruros ₍ MF₅ O ⁻donde M es W o U; FSO ⁻ ₃ , BrF₄ O ⁻), y perclorato ( ClO ⁻ ₄ ). ^{[ 3 ]} Intentos de hacer la sal de nitrato , NF₄ NO₃ , no tuvieron éxito debido a la rápida fluoración:NF ⁺ ₄ +NO ⁻ ₃ →NF₃ +FONO₂ . ^{[ 4 ]}

La geometría del ion tetrafluoroamonio es tetraédrica , con una longitud de enlace nitrógeno-flúor estimada de 124 pm . Todos los átomos de flúor se encuentran en posiciones equivalentes. ^{[ 5 ]} 

Las sales de tetrafluoroamonio se preparan oxidando trifluoruro de nitrógeno con flúor en presencia de un ácido de Lewis fuerte que actúa como aceptor de iones fluoruro . La síntesis original de Tolberg, Rewick, Stringham y Hill en 1966 emplea pentafluoruro de antimonio como ácido de Lewis: ^{[ 5 ]}

NF₃ +F₂ +SbF₅ →NF₄ SbF₆

La sal de hexafluoroarsenato también se preparó mediante una reacción similar con pentafluoruro de arsénico a 120  °C: ^{[ 5 ]}

NF₃ +F₂ +AsF₅ →NF₄ AsF₆

La reacción del trifluoruro de nitrógeno con flúor y trifluoruro de boro a 800  °C produce la sal tetrafluoroborato: ^{[ 6 ]}

NF₃ +F₂ +BF₃ →NF₄ BF₄

Las sales NF ⁺ ₄ también se pueden preparar mediante fluoración de NF₃ condifluoruro de kriptón(KrF₂ ) y fluoruros de la formaMF_n , donde M es Sb, Nb, Pt, Ti o B. Por ejemplo, la reacción deNF₃ conKrF₂ yTiF₄ produce[NF ⁺ ₄ ]₂ TiF ²⁻ ₆ . ^{[ 7 ]}

Muchas sales de tetrafluoroamonio pueden prepararse mediante reacciones de metátesis .

Las sales de tetrafluoroamonio son extremadamente higroscópicas . El ion NF ⁺ ₄ , cuando se disuelve en agua, se descompone fácilmente en NF₃ ,H₂ F ⁺y gas oxígeno . Algo de peróxido de hidrógeno ( H₂ O₂ ) también se forma durante este proceso: ^{[ 5 ]}

NF ⁺ ₄ + H₂ O→NF₃ +H₂ F ⁺+ 1/2 O​​₂

NF ⁺ ₄ + 2 H₂ O→NF₃ +H₂ F ⁺+ H₂ O₂

La reacción de NF ⁺ ₄ SbF ⁻ ₆ con nitratos de metales alcalinos produce nitrato de flúor , FONO₂ . ^{[ 4 ]}

Debido a que las sales de NF ⁺ ₄ se destruyen con agua, esta no puede utilizarse como disolvente. En su lugar, se puede utilizar trifluoruro de bromo , pentafluoruro de bromo , pentafluoruro de yodo o fluoruro de hidrógeno anhidro. ^{[ 8 ]}

Las sales de tetrafluoroamonio generalmente no tienen color. Sin embargo, algunas son coloreadas debido a otros elementos que contienen. (NF ⁺ ₄ )₂ CrF ²⁻ ₆ ,(NF ⁺ ₄ )₂ NiF ²⁻ ₆ y(NF ⁺ ₄ )₂ PtF ²⁻ ₆ tienen un color rojo, mientras que(NF ⁺ ₄ )₂ MnF ²⁻ ₆ ,NF ⁺ ₄ UF ⁻ ₇ ,NF ⁺ ₄ UOF ⁻ ₅ yNF ⁺ ₄ XeF ⁻ ₇ son amarillos. ^{[ 8 ]}

Las sales NF ⁺ ₄ son importantes para el propulsor sólido NF₃ –F₂ generadores de gas. También se utilizan como reactivos parala fluoración electrofílicade compuestos aromáticos enquímica orgánica. ^{[ 5 ]} Como agentes fluorantes, también son lo suficientemente fuertes como para reaccionar con el metano. ^{[ 9 ]}

• Trifluorooxonio
• pentafluoruro de nitrógeno