Тетрасульфур тетранитрид: структура, свойства и реакции
Tetrasulfur tetranitride
Тетрасульфид тетранитрид (S4N4): свойства, структура и применение бинарного соединения серы и азота. Важный прекурсор для синтеза других S-N соединений.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тетрасульфуровый тетранитрид — неорганическое соединение с формулой S₄N₄. Это яркое оранжевое, непрозрачное кристаллическое соединение является наиболее важным бинарным нитридом серы, то есть соединением, содержащим только элементы серу и азот. Оно служит предшественником для многих соединений S–N и привлекло значительный интерес благодаря своей необычной структуре и особенностям химической связи. Азот и сера обладают схожей электроотрицательностью. Когда свойства атомов настолько близки, они часто образуют обширные семейства ковалентно связанных структур и соединений. Действительно, известно большое количество соединений S–N и S–NH, происходящих от S₄N₄.
Tetrasulfur tetranitride is an inorganic compound with the formula |S4N4|auto=1. This vivid orange, opaque crystalline compound is the most important binary sulfur nitride, which are compounds that contain only the elements sulfur and nitrogen. It is a precursor to many S N compounds and has attracted wide interest for its unusual structure and bonding. Nitrogen and sulfur have similar electronegativities. When the properties of atoms are so highly similar, they often form extensive families of covalently bonded structures and compounds. Indeed, a large number of S N and S NH compounds are known with |S4N4 as their parent.
Структура
S4N4 обладает необычной структурой типа "экстремальная колыбель", с симметрией точечной группы D2d. Его можно рассматривать как производное (гипотетического) восьмичленного кольца (или, проще говоря, "деформированного" восьмичленного кольца), состоящего из чередующихся атомов серы и азота. Расстояние между парами атомов серы через кольцо составляет 2,586 Å, что приводит к образованию клеточной структуры, установленной методом рентгеноструктурного анализа монокристалла. Характер трансаннулярных взаимодействий S–S остаётся предметом изучения, поскольку это расстояние значительно меньше суммы радиусов Ван-дер-Ваальса, однако оно объясняется в рамках теории молекулярных орбиталей.
|S4N4 adopts an unusual “extreme cradle” structure, with D2d point group symmetry. It can be viewed as a derivative of a (hypothetical) eight membered ring (or more simply a 'deformed' eight membered ring) of alternating sulfur and nitrogen atoms. The pairs of sulfur atoms across the ring are separated by 2.586 Å, resulting in a cage like structure as determined by single crystal X ray diffraction. The nature of the transannular S–S interactions remains a matter of investigation because it is significantly shorter than the sum of the van der Waal's distances but has been explained in the context of molecular orbital theory.
Кислотно-основные реакции
S4N4 выступает в роли основания Льюиса, связываясь через азот с сильнокислотными соединениями Льюиса, такими как SbCl5 и SO3. Клетка искажается в этих аддуктах. S4N4 реагирует с комплексом Васки ([Ir(Cl)(CO)(PPh3)2]) в реакции окислительного присоединения, образуя шестикоординатный комплекс иридия, в котором S4N4 связывается через два атома серы и один атом азота.
|S4N4 serves as a Lewis base by binding through nitrogen to strongly Lewis acidic compounds such as |SbCl5 and |SO3. The cage is distorted in these adducts. |S4N4 reacts with Vaska's complex (|[Ir(Cl)(CO)(PPh3)2] in an oxidative addition reaction to form a six coordinate iridium complex where the |S4N4 binds through two sulfur atoms and one nitrogen atom.
Сродственные соединения
Аналог селена – Se4N4, тетраселений тетранитрид.
The selenium analogue |Se4N4, tetraselenium tetranitride.
Безопасность
S4N4 чувствителен к ударам. Более чистые образцы более чувствительны к ударам, чем образцы, загрязненные элементарной серой.
|S4N4 is shock sensitive. Purer samples are more shock sensitive than those contaminated with elemental sulfur.