Schwefeltetrafluorid

Strukturformel
Strukturformel von Schwefeltetrafluorid
Allgemeines
Name	Schwefeltetrafluorid
Andere Namen	Schwefel(IV)-fluorid
Summenformel	SF4
Kurzbeschreibung	farbloses Gas mit stechendem Geruch<ref name="brauer">Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 183–184.</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 232-013-4 ECHA-InfoCard 100.029.103 PubChem 24555 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	108,05 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	1,919 g·cm−3 (flüssig bei −73 °C)<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	−121 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	−40,4 °C<ref name="GESTIS" />
Dampfdruck	10 bar (20 °C)<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	Zersetzt sich in Wasser mit heftiger Reaktion<ref name="GESTIS" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 280​‐​330​‐​314 EUH: 071 P: 260​‐​280​‐​303+361+353+315​‐​304+340+315​‐​305+351+338+315​‐​403​‐​405<ref name="GESTIS" />
MAK	Schweiz: 0,1 ml·m−3 bzw. 0,4 mg·m−3<ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 7783-60-0 bzw. Schwefeltetrafluorid)Vorlage:Abrufdatum</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Schwefeltetrafluorid ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der anorganischen Schwefelverbindungen und Fluoride.

Geschichte

Schwefeltetrafluorid wurde 1929 von Joseph Fischer und Werner Jaenckner entdeckt. Die Darstellung gelang aus Cobalt(III)-fluorid und Schwefel, wobei der Reaktionsmischung zur Herabsetzung der Reaktivität Flussspat zugesetzt wurde. Das entstandene Schwefeltetrafluorid kondensierten sie in flüssiger Luft.<ref name="DOI10.1002/ange.19290423105">Joseph Fischer, Werner Jaenckner: Eine neue Fluor-Schwefelverbindung, das Schwefel-4-fluorid (vorläufige Mitteilung). In: Zeitschrift für Angewandte Chemie. Band 42, Nr. 31, 3. August 1929, S. 810–811, doi:10.1002/ange.19290423105. </ref>

Gewinnung und Darstellung

Schwefeltetrafluorid wird durch direkte Fluorierung von Schwefel mit Fluor in einem schmalen Temperaturbereich hergestellt.<ref name="brauer" /> Die Fluorierung kann auch bei −78 °C in Trichlorfluormethan erfolgen.<ref>D. Naumann 1, Dr. (Mrs.) D. K. Padma: Die Darstellung von Schwefeltetrafluorid aus den Elementen bei tiefer Temperatur in einem inerten Lösungsmittel. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1973, 401, 1, S. 53–56, doi:10.1002/zaac.19734010108.</ref>

<math>\mathrm{S + 2 \ F_2 \longrightarrow SF_4}</math>

Im Labor kann es auch durch Reaktion von Schwefeldichlorid mit Natriumfluorid (bzw. zusätzlich mit Chlor) hergestellt werden.<ref name="brauer" />

<math>\mathrm{3 \ SCl_2 + 4 \ NaF \longrightarrow SF_4 + 4 \ NaCl + S_2Cl_2}</math>

<math>\mathrm{SCl_2 + 4 \ NaF + Cl_2 \longrightarrow SF_4 + 4 \ NaCl}</math>

oder nach einer neueren Reaktion aus Brom, Schwefel und Kaliumfluorid.

Eigenschaften

Schwefeltetrafluorid ist ein farbloses, nicht brennbares Gas mit stechendem Geruch. Es zersetzt sich in Wasser mit heftiger Reaktion sowie bei Erhitzung, wobei Fluorwasserstoff und Schwefeldioxid entstehen<ref>Norman N. Greenwood; Alan Earnshaw: Chemistry of the Elements. Band 2. Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-08-037941-9. </ref>. Es besitzt eine kritische Temperatur von 91 °C, der Tripelpunkt liegt bei einer Temperatur von −121 °C und einem Druck von 1,7 mbar.<ref name="GESTIS" /> Es wirkt als schwache Lewis-Säure und bildet zum Beispiel 1:1-Addukte mit organischen Basen wie Pyridin und Triethylamin.

Struktur

Datei:Sulfur-tetrafluoride-2D-dimensions.svg

Bindungslängen und Winkel im Schwefeltetrafluorid-Molekül

Schwefeltetrafluorid besitzt neben seinen Fluorsubstituenten ein nicht bindendes Elektronenpaar und bildet somit insgesamt eine – auf die axialen Positionen bezogene – verzerrte trigonale Bipyramide. Das freie Elektronenpaar besetzt hierbei eine der drei äquatorialen Position und zwei Fluorsubstituenten die beiden anderen. Im ¹⁹F-NMR-Spektrum wird bei Raumtemperatur jedoch nur ein einziges F-Signal beobachtet, da alle Fluoratome schnell ihre Plätze tauschen.<ref>M. Pavone, V. Barone, I. Ciofini, C. Adamo: First-principle molecular dynamics of the Berry pseudorotation: insights on 19F NMR in SF4. In: The Journal of chemical physics. Band 120, Nummer 19, Mai 2004, S. 9167–9174, doi:10.1063/1.1707012, PMID 15267853.</ref>

Verwendung

Schwefeltetrafluorid wird als Fluorierungsmittel anorganischer Oxide, Sulfide oder Carbonyle<ref>A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 564.</ref> bzw. besonders der Ketogruppe >C=O zu >CF₂ verwendet.<ref name="GESTIS" />

Einzelnachweise

<references />