二氟化二氮

二氟化二氮（化学式：N₂F₂）是氮的氟化物之一，室温下为无色气体，存在顺式与反式两种异构体。

二氟化二氮
英文名	Dinitrogen difluoride
别名	二氟二胺、二氟二氮烯
识别
CAS号	10578-16-2 13776-62-0（E） 13812-43-6（Z）
性质
化学式	N2F2
摩尔质量	66.01 g·mol⁻¹
外观	无色气体
密度	4.6 g/L（顺式）^[1] 2.9 g/L（反式）^[2]
熔点	-195°C（顺式）^[1] -172°C（反式）^[2]
沸点	-106°C（顺式）^[1] -111°C（反式）^[2]
相关物质
相关化学品	四氟肼、三氟化氮
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备

二氟化二氮可由叠氮化钠与氟气作用得到。叠氮化氟热分解，产生二氟化二氮和氮气：^[3]

${\displaystyle \mathrm {2N_{3}F\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ \ 2N_{2}\ +\ N_{2}F_{2}} }$ 

2 NaN₃ +3 F₂ =3 N₂F₂ +2 Na

也可由二氟胺与氟化钾加合物的热分解得到：^[3]

${\displaystyle \mathrm {2HNF_{2}\ +\ 2KF\longrightarrow \ 2HNF_{2}\cdot KF} }$  ${\displaystyle \mathrm {\longrightarrow \ N_{2}F_{2}\ +\ 2KHF_{2}} }$ 

以上方法得到的是顺、反式二氟化二氮的混合物。用五氟化砷选择性地与顺式加合，经NaF-HF处理，可以获得比较纯的顺式-N₂F₂。通过N₂F₃⁺Sb₂F₁₁⁻与二茂铁反应，^[4] 或用四氟肼与氯化铝在低温下作用，都只得到反式异构体。

${\displaystyle \mathrm {N_{2}F_{3}^{+}Sb_{2}F_{11}^{-}+2(C_{5}H_{5})_{2}Fe\rightarrow N_{2}F_{2}+2(C_{5}H_{5})_{2}FeSbF_{6}} }$ 

性质

无色气体。100°C分解。顺式与反式异构体形成平衡，25°C时顺式占90%。^[3]

顺式中N=N距离为120.9pm，N-F为140.9pm；反式中N=N键长稍长，为122.4pm，N-F键则稍短，为139.8pm。顺式异构体中两个氟原子不在同一平面内，这可能是由于空间位阻和电子互斥所引起的。^[5]

异构化的反应热为12.6kJ/mol。顺式在热力学上较稳定，但在动力学上活泼，可在两周内与玻璃完全反应，形成四氟化硅和一氧化二氮，而反式经过一个月仍无明显变化。N₂F₂可与路易斯酸反应生成含有N₂F⁺的盐。

参考资料

1. cis-二氟化二氮，于webelements.com．
2. trans-二氟化二氮，于webelements.com．
3. Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 101. Auflage, de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9.
4. 《无机化学丛书》第四卷：氮磷砷分族，北京：科学出版社，页158．
5. J. K. Ruff, Chem. Rev., 67, 665 (1967).