Difluoruro di diazoto
# Difluoruro di diazoto

Il difluoruro di diazoto, o difluorodiazene, è un nome cumulativo di due isomeri geometrici (cis e trans) del composto inorganico binario dell'azoto trivalente con il fluoro, avente formula formula $N_2F_2,$ o anche F–N=N–F, dove però l'azoto è nello stato di ossidazione +1. Entrambi questi alogenuri di azoto in condizioni normali sono gas incolori fortemente reattivi.

## Struttura molecolare

La molecola $N_2F_2$ può esistere nelle due forme isomere cis e trans. La forma cis ha simmetria $C_{2v}$ e risulta polare (0,16 D). Le lunghezze di legame N-N e N-F sono rispettivamente 121 pm e 141 pm; l'angolo N-N-F è 114°. La forma trans ha simmetria $C_{2h}$ ed è apolare. Le lunghezze di legame N-N e N-F risultano rispettivamente 122 pm e 140 pm; l'angolo N-N-F è 106°. I due isomeri sono interconvertibili ma si possono separare tramite distillazione frazionata a bassa temperatura. L'isomero cis è termodinamicamente favorito per 12,5 KJ/mol.

## Sintesi

Il difluoruro di diazoto fu ottenuto per la prima volta da J. F. Haller nel 1942 per decomposizione termica del fluoruro di triazoto (impropriamente chiamato anche azoturo di fluoro).

    ${\ce {2N3F -> 2N2 + N2F2}}$

La reazione è potenzialmente esplosiva; per evitare problemi il metodo di sintesi più conveniente è passare difluoroammina su fluoruro di potassio:

    ${\ce {NHF2 + KF ->[{\ce {(193K)}}] NHF2.KF ->[{\ce {(293K)}}] 1/2N2F2 + KHF2}}$

Sintesi alternative utilizzano la fluorurazione dell'azoturo di sodio o la reazione della N-N-difluorourea con idrossido di potassio.

Tutte queste procedure portano ad una miscela dei due isomeri, che possono poi essere separati per distillazione frazionata a bassa temperatura. Altrimenti esistono procedure per sintetizzare il singolo isomero. L'isomero trans si ottiene facendo reagire tetrafluoroidrazina con cloruro d'alluminio:

    ${\ce {2N2F4+2AlCl3->{\mathit {trans}}-N2F2+3Cl2+2AlF3+N2}}$

L'isomero cis si ottiene facendo reagire una miscela degli isomeri con $AsF_5.$ Solo l'isomero cis reagisce formando $N_2F^+$ e AsF−6; la successiva reazione di $N_2F^+$ con NaF e HF produce solo $cis-N_2F_2:$

    ${\ce {{\mathit {cis}}-N2F2+AsF5->N2F+.AsF6^{-}}}$

## Reattività

I due isomeri di $N_2F_2$ hanno reattività differenti. L'isomero trans è termodinamicamente meno stabile del cis, ma si può conservare in recipienti di vetro. L'isomero cis, pur essendo termodinamicamente più stabile, è più reattivo e reagisce lentamente col vetro formando tetrafluoruro di silicio e ossido di diazoto:

    ${\ce {2N2F2 + SiO2 -> SiF4 + 2N2O}}$

Entrambi gli isomeri per riscaldamento si decompongono formando fluoro e azoto elementari.

