Belerang tetrafluorida

Belerang tetrafluorida
Model bola-dan-pasak belerang tetrafluorida	Model ruang terisi belerang tetrafluorida
Nama
	Nama IUPAC Belerang(IV) fluorida
	Nama lain Belerang tetrafluorida
Penanda
Nomor CAS	7783-60-0 ;
Model 3D (JSmol)	Gambar interaktif;
3DMet	{{{3DMet}}}
ChEBI	CHEBI:30495 ;
ChemSpider	22961 ;
Nomor EC
PubChem CID	24555;
Nomor RTECS	{{{value}}}
Nomor UN	2418
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID40893074 ;
	InChI InChI=1S/F4S/c1-5(2,3)4 Key: QHMQWEPBXSHHLH-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/F4S/c1-5(2,3)4 Key: QHMQWEPBXSHHLH-UHFFFAOYAT;
	SMILES FS(F)(F)F;
Sifat
Rumus kimia	SF4
Massa molar	108.07 g/mol
Penampilan	gas tak berwarna
Densitas	1.95 g/cm3, −78 °C
Titik lebur	−121.0 °C
Titik didih	−38 °C
Kelarutan dalam air	bereaksi
Tekanan uap	10.5 atm (22 °C)
Struktur
Bentuk molekul	Jungkat-jungkit (C2v)
Momen dipol	0.632 D
Bahaya
Bahaya utama	sangat beracun; korosif
Lembar data keselamatan	ICSC 1456
	Batas imbas kesehatan AS (NIOSH):
PEL (yang diperbolehkan)	tidak ada
REL (yang direkomendasikan)	C 0.1 ppm (0.4 mg/m3)
IDLH (langsung berbahaya)	N.D.
Senyawa terkait
Anion lain	Belernag diklorida; Disulfur dibromida; Belerang trifluorida
Kation lainnya	Oksigen difluorida; Selenium tetrafluorida; Telurium tetrafluorida; Polonium tetrafluorida
Related belerang fluorida	Disulfur difluorida; Belerang difluorida; Disulfur dekafluorida; Belerang heksafluorida
Senyawa terkait	Tionil fluorida
	Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
	verifikasi (apa ini ?)
	Referensi

Belerang tetrafluorida adalah senyawa kimia dengan rumus S F₄. Spesi ini hadir sebagai gas pada kondisi standar. Senyawa ini adalah spesi korosif yang melepaskan asam HF yang berbahaya saat terpapar air atau uap air. Terlepas dari karakteristik yang tidak diinginkan ini, senyawa ini merupakan pereaksi kimia berguna untuk pembuatan senyawa organofluorin,^[3] beberapa di antaranya penting dalam industri farmasi dan industri kimia.

Struktur

Belerang dalam SF₄ berada dalam keadaan oksidasi formal +4. Dari total enam elektron valensi pada belerang, dua membentuk pasangan elektron sunyi. Struktur SF₄ oleh karena itu, dapat diantisipasi dengan menggunakan prinsip teori VSEPR: molekul berbentuk jungkat-jungkit, dengan S di tengahnya. Salah satu dari tiga posisi ekuatorial ditempati oleh sepasang elektron ikatan. Akibatnya, molekul tersebut memiliki dua jenis ligan F yang berbeda, dua aksial dan dua ekuatorial. Jarak ikatan yang relevan adalah S–F_ax = 164.3 pm dan S–F_eq = 154.2 pm. Hal ini tipikal bagi ligan aksial dalam molekul hipervalensi untuk terikat kurang kuat. Berlawanan dengan SF₄, molekul terkait SF₆ memiliki belerang dalam keadaan +6, tidak ada elektron valensi yang tetap tidak terikat pada belerang, oleh karena itu molekul tersebut mengadopsi struktur oktahedral yang sangat simetris. Lebih jauh kontras dengan SF₄, SF₆ sangat inert secara kimia.

Spektrum ¹⁹F NMR dari SF₄ hanya menunjukkan satu sinyal, yang mengindikasikan bahwa posisi atom F aksial dan ekuatorial dengan cepat saling dipertukarkan melalui pseudorotasi.^[4]

Kesetimbangan dinamis intramolekuler SF₄.

Sintesis dan produksi

SF₄ diproduksi melalui reaksi SCl₂, Cl₂, dan NaF:

SCl₂ + Cl₂ + 4 NaF → SF₄ + 4 NaCl

Perlakuan SCl₂ dengan NaF juga menyediakan SF₄, bukan SF₂. SF₂ tidak stabil, mengembun dengan sendirinya untuk membentuk SF₄ dan SSF₂.^[5]

Reaksi

Belerang klorida pentafluorida (SF₅Cl), suatu sumber berguna dari kelompok SF₅, disiapkan dari SF₄.^[6]

Hidrolisis SF₄ menghasilkan belerang dioksida:^[7]

SF₄ + 2 H₂O → SO₂ + 4 HF

Reaksi ini berlanjut melalui intermediasi tionil fluorida, yang biasanya tidak mengganggu penggunaan SF₄ sebagai pereaksi.^[5]

Penggunaan dalam sintesis fluorokarbon

Dalam sintesis organik, SF₄ digunakan untuk mengubah gugus COH dan C=O menjadi gugus CF dan CF₂, berturut-turut.^[8] Alkohol tertentu dengan mudah menghasilkan fluorokarbon yang sesuai. Keton dan aldehida memberikan difluorida geminal. Kehadiran proton alfa pada karbonil menyebabkan reaksi samping dan hasil berkurang (30-40%). Juga diol dapat memberikan ester sulfit siklik, (RO)₂SO. Asam karboksilat diubah menjadi turunan trifluorometil. Misalnya perlakuan asam heptanoat dengan SF₄ pada suhu 100-130 °C menghasilkan 1,1,1-trifluoroheptana. Heksafluoro-2-butuna Dapat juga dihasilkan dari asam asetilendikarboksilat. Koproduk dari fluorinasi ini, termasuk SF₄ yang tidak bereaksi bersama dengan SOF₂ dan SO₂, bersifat toksik namun dapat dinetralkan dengan perlakuannya dengan KOH berair.

Penggunaan SF₄ sedang digantikan dalam beberapa tahun terakhir oleh dietilaminosulfur trifluorida yang lebih mudah ditangani, Et₂NSF₃, "DAST", di mana Et = CH₃CH₂.^[9] Pereaksi ini disiapkan dari SF₄:^[10]

SF₄ + Me₃SiNEt₂ → Et₂NSF₃ + Me₃SiF

Toksisitas

SF₄ bereaksi di dalam paru-paru dengan kelembaban:^[11]

SF₄ + 2 H₂O → SO₂ + 4 HF

Referensi

^ ^a ^b ^c ^d "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0580". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
^ Tolles, W. M.; W. M. Gwinn, W. D. (1962). "Structure and Dipole Moment for SF₄". J. Chem. Phys. 36 (5): 1119–1121. doi:10.1063/1.1732702.
^ C.-L. J. Wang, "Sulfur Tetrafluoride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289.
^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
^ ^a ^b F. S. Fawcett, C. W. Tullock, "Sulfur (IV) Fluoride: (Sulfur Tetrafluoride)" Inorganic Syntheses, 1963, vol. 7, pp 119–124. doi:10.1002/9780470132388.ch33
^ Nyman, F., Roberts, H. L., Seaton, T. Inorganic Syntheses, 1966, Volume 8, p. 160 McGraw-Hill Book Company, Inc., 1966, DOI:10.1002/9780470132395.ch42
^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (edisi ke-2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4
^ Hasek, W. R.. "1,1,1-Trifluoroheptane". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 1082.
^ A. H. Fauq, "N,N-Diethylaminosulfur Trifluoride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289.
^ W. J. Middleton, E. M. Bingham. "Diethylaminosulfur Trifluoride". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 440.
^ Johnston, H. (2003). A Bridge not Attacked: Chemical Warfare Civilian Research During World War II. World Scientific. hlm. 33–36. ISBN 981-238-153-8.

[PGCH-1] "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0580". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).

[2] Tolles, W. M.; W. M. Gwinn, W. D. (1962). "Structure and Dipole Moment for SF₄". J. Chem. Phys. 36 (5): 1119–1121. doi:10.1063/1.1732702.

[3] C.-L. J. Wang, "Sulfur Tetrafluoride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289.

[4] Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.

[IS-5] F. S. Fawcett, C. W. Tullock, "Sulfur (IV) Fluoride: (Sulfur Tetrafluoride)" Inorganic Syntheses, 1963, vol. 7, pp 119–124. doi:10.1002/9780470132388.ch33

[Nyman-6] Nyman, F., Roberts, H. L., Seaton, T. Inorganic Syntheses, 1966, Volume 8, p. 160 McGraw-Hill Book Company, Inc., 1966, DOI:10.1002/9780470132395.ch42

[7] Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (edisi ke-2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4

[8] Hasek, W. R.. "1,1,1-Trifluoroheptane". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 1082.

[9] A. H. Fauq, "N,N-Diethylaminosulfur Trifluoride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289.

[10] W. J. Middleton, E. M. Bingham. "Diethylaminosulfur Trifluoride". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 440.

[11] Johnston, H. (2003). A Bridge not Attacked: Chemical Warfare Civilian Research During World War II. World Scientific. hlm. 33–36. ISBN 981-238-153-8.

[3]

[1]

[2]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]