حمض الهيبوفلوروس

حمض الهيبوفلوروس ، صيغته الكيميائية H₂OF ، هو الحمض الأكسجيني الوحيد المعروف للفلور، والحمض الأكسجيني الوحيد المعروف الذي تكتسب فيه الذرة الرئيسية إلكترونات من الأكسجين لتكوين حالة أكسدة سالبة. حالة أكسدة الأكسجين في هذا الحمض (وفي أيون الهيبوفلوريت OF⁻ وفي أملاحه المسماة بالهيبوفلوريتات) هي 0، بينما تكافؤه 2. وهو أيضًا الحمض الهيبوهالي الوحيد الذي يمكن عزله كمادة صلبة . يُعد HOF وسيطًا في أكسدة الماء بواسطة الفلور ، مما ينتج عنه فلوريد الهيدروجين ، وثنائي فلوريد الأكسجين ، وبيروكسيد الهيدروجين ، والأوزون ، والأكسجين . HOF قابل للانفجار في درجة حرارة الغرفة ، مُكَوِّنًا HF و O₂ .

2 HOF → 2 HF + O 2

يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة الماء. [ 2 ]

تم عزله في شكله النقي عن طريق تمرير غاز F 2 فوق الجليد عند درجة حرارة -40 درجة مئوية، وجمع غاز HOF بسرعة بعيدًا عن الجليد، وتكثيفه: [ 2 ] 

F₂ + H₂O → HOF + HF

تم توصيف المركب في الحالة الصلبة باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية [ 1 ] على أنه جزيء منحني بزاوية 101°. يبلغ طول الرابطة O–F 144.2 بيكومتر، بينما يبلغ طول الرابطة O–H 96.4 بيكومتر . يتكون الهيكل الصلب من سلاسل بروابط O–H···O. كما تم تحليل البنية في الحالة الغازية، وهي حالة تكون فيها زاوية الرابطة H–O–F أضيق قليلاً (97.2°).

يُطلق الكيميائيون عادةً على محلول حمض الهيبوفلوروس في الأسيتونيتريل (الذي يتم توليده في الموقع عن طريق تمرير غاز الفلور عبر الماء في الأسيتونيتريل) اسم كاشف روزن. [ 3 ]

يختلف عن الأحماض الهالوجينية الأخرى

حالة الأكسدة الرسمية للأكسجين في حمض الهيبوفلوروس والهيبوفلوريت هي صفر، وهي نفس حالة الأكسدة الموجودة في الأكسجين الجزيئي . في معظم مركبات الأكسجين، بما في ذلك أحماض الهيبوهالوس الأخرى، يكون الأكسجين في حالة -2. ذرة الأكسجين (0) هي أساس قوة حمض الهيبوفلوروس كمؤكسد، على عكس ذرة الهالوجين (+1) في أحماض الهيبوهالوس الأخرى.

يؤدي هذا إلى تغيير الخصائص الكيميائية للحمض. فعندما يختزل حمض الهيبوهالوز العام ذرة الهالوجين وينتج غاز الهالوجين العنصري المقابل،

2 HOX + 2 H + + 2 e → 2 H 2 O + X 2

يؤدي اختزال حمض الهيبوفلوروس بدلاً من ذلك إلى اختزال ذرة الأكسجين وينتج الفلوريد مباشرة.

HOF + H + + 2 e → H 2 O + F

بخلاف الأحماض الهالوجينية الأخرى، فإن HOF هو عامل مؤكسد أضعف من الفلور العنصري.

هيبوفلوريت

تُعدّ الهيبوفلوريتات مشتقات رسمية لأيون الفلوريد (OF⁻ ) ، وهو القاعدة المرافقة لحمض الهيبوفلوروس. ومن الأمثلة على ذلك هي هيبوفلوريت ثلاثي فلورو ميثيل ( CF₃OF )، وهو إستر ثلاثي فلورو ميثيل لحمض الهيبوفلوروس. وتُعرف القاعدة المرافقة في أملاح مثل هيبوفلوريت الليثيوم .

انظر أيضاً

  • حمض الهيبوكلوروس ، وهو مركب ذو صلة ذو أهمية تكنولوجية أكبر ولكنه لم يتم الحصول عليه في شكل نقي.

مراجع

  1. 1 2 دبليو. بول؛ جي. باولكه؛ دي. موتز؛ إي. إتش. أبلمان (1988). "البنية البلورية لحمض الهيبوفلوروس  : تكوين السلسلة بواسطة روابط هيدروجينية OH · · · O". Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 27 (3): 392– 3. doi : 10.1002/anie.198803921 .
  2. 1 2 أبلمان، إيفان هـ. (1973-04-01). "مركبات غير موجودة: دراستان حالتان" . مجلة أبحاث الكيمياء . 6 (4): 113-117 . doi : 10.1021/ar50064a001 . ISSN 0001-4842 . 
  3. للاطلاع على التفسيرات الأصلية الشائعة لروزن، انظر:
    • روزن، شلومو (2001). "حمض الهيبوفلوروس". موسوعة الكواشف للتخليق العضوي . doi : 10.1002/047084289X.rh074 . ISBN 0471936235.
    • روزن، شلومو (2014). "HOF·CH3CN : ربما أفضل عامل لنقل الأكسجين في الكيمياء العضوية". مجلة أبحاث الكيمياء ، 47 (8): 2378-2389 . doi : 10.1021/ar500107b . PMID 24871453 . 
    للاستخدام اللاحق، انظر، على سبيل المثال
    • سينغ، رامان؛ كور، راجنيش؛ غوبتا، تارانج؛ كولبير، كولبير؛ سينغ، كولديب (2019). "تطبيقات كاشف روزن في تفاعلات نقل الأكسجين وتنشيط CH". التخليق . 51 (2): 371-383 . doi : 10.1055/s-0037-1609638 . S2CID 104572566 . 
    • ديل، إيما  جيه؛ كامبوس، لويس  إم. (2012). "تحضير ثنائي أكسيد الثيوفين- S ، S ودوره في الإلكترونيات العضوية". مجلة كيمياء المواد 22 ( 26): 12945-12952 . doi : 10.1039/C2JM31220D .