Тетранитрид тетрасеры

Тетранитрид тетрасеры (циклотетратиазил, тиазен) — неорганическое соединение серы и азота с формулой SШаблон:SubNШаблон:Sub, оранжево-жёлтые кристаллы, устойчивые на воздухе, возгоняются в вакууме, разлагаются горячей водой, при нагревании или ударе взрывается.

Впервые соединение было получено в 1835 г. с примесями, однако только в 1851 г. был изучен стехиометрический состав. Структура соединения оставалась неизученной до 1944 гШаблон:Sfn.

Получение

• Растворение серы в жидком аммиаке (с иодидом серебра реакция идёт быстрее):

$\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟢}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟨}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟤}𝖠𝗀𝖨\stackrel{}{\to }{𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖠{𝗀}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖨$

• Действие азидом лития на дитиодихлорид (раствор в бензоле):

$\mathrm{𝟨}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖫𝗂{𝖭}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟥}{𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖫𝗂𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}$

• Растворение дитиодихлорида в жидком аммиаке:

$\mathrm{𝟨}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟨}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{}{\to }{𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟪}𝖲\mathsf{\downarrow }$

Физические свойства

Тетранитрид тетрасеры образует оранжево-жёлтые кристаллы ромбической сингонии, пространственная группа P mmm, параметры ячейки a = 0,847 нм, b = 0,887 нм, c = 0,720 нм, Z = 4.

Тетранитрид тетрасеры проявляет термохромные свойства: его цвет меняется от бесцветного (при −100 °C)Шаблон:Sfn, светло-жёлтого (ниже −30 °C), оранжевого при комнатной температуре и до темно-красного выше 100 °C. Соединение термодинамически неустойчиво: при нагревании или ударе разлагается со взрывом. Чистые образцы более чувствительны к детонации; если ударить молотком по малым количествам вещества — оно взорветсяШаблон:Sfn.

Нерастворим в воде (при комн. темп.), растворяется в бензоле, тетрахлорметанеШаблон:Sfn.

Химические свойства

• При нагревании циклотетратиазила и использовании серебряной «ваты» образуется сульфид серебра(I), необходимый для получения динитрида дисеры в следующих (протекающих одновременно) реакцияхШаблон:Sfn:

${𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟪}𝖠𝗀\stackrel{250-300^{o}C}{\to }\mathrm{𝟦}𝖠{𝗀}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}$

${𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{250-300^{o}C,A{g}_{2}S}{\to }\mathrm{𝟤}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}$

Динитрид дисеры при комнатной температуре медленно самопроизвольно полимеризуется в твердом состоянии в политиазилШаблон:Sfn:

$𝗑{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}\mathsf{(}𝖲𝖭{\mathsf{)}}_{𝗑}$

• При нагревании разлагается:

${𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{>200^{o}C}{\to }\mathrm{𝟦}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}$

• Разлагается горячей водой:

${𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{90^{o}C}{\to }𝖲\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

• Реагирует с горячими концентрированными кислотами:

${𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟨}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{90^{o}C}{\to }𝖲\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

• Реагирует с щелочами:

${𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟩}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟥}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖲\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}\mathsf{(}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\cdot }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{)}$

• Реагирует с растворённой в сероуглероде серой:

${𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖲\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}{𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}$

• Является слабым окислителем:

${𝖲}_{\mathrm{𝟦}}{𝖭}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}\mathrm{𝟦}𝖧𝖨\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟢}{𝖨}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖨$

Соединение является важным для получения других соединений серы с азотомШаблон:Sfn.

Литература

• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга