四氮化四硫的结构式及生产工艺

2025年10月13日 阅读量:118

化学词典告诉你四氮化四硫的结构和生产工艺。四氮化四硫(分子:S4N4)是最重要的硫氮二元化合物,在室温下为橙色固体。它的结构和键更特殊,也是制备其他含有S-N键化合物的主要原料,因此它已成为化学家研究的焦点之一。

四氮化四硫的结构

S4N4是一种具有D2D对称性的双楔形笼状结构。硫和氮交替形成一个假想的八元环,S-S距离每对硫原子2.586Å(由X单晶衍射测定)。同价Se4N4结构相似。

四氮化四硫分子中,S-N键长几乎相等,有电子离域。S-S“跨环”的相互作用距离远小于范德华力。这种现象可以用分子轨道理论来解释,但实际原因仍存在争议。1970年,Gleiter提出了一个目前广泛接受的理论:从分子对称性的角度来看,如果S4N4是D4h的平面结构,它将成为12π平面系统,基态为三线状,会受到姜-泰勒效应的影响而产生结构扭曲。A2uLUMO和A2uLUMO将其结构变成非平面D2d结构后eg HOMO的顺序交换,基态变成单线状,能量降低,分子中也能产生硫-硫跨环作用稳定,是一种有利的结构。

四氮化四硫的生产工艺

传统的四氮化四硫制备方法是用干氨作用于S2Cl2的四氯化碳溶液,并用二恶烷提取:

6 S2Cl2 16 NH3 → S4N4 S8 12 NH4CL也可以用NH4CL代替反应物中的氨:

4 NH4Cl 6 S2Cl2 → S4N4 16 HCl S8 使用更新方法[(Me33)Si)2N]2S引入S-N键。该化合物可由氨基锂和SCL2反应制成:

2 (Me3Si)2NLi SCl2 → [(Me3Si)2N]2S 2 LiCl 然后使用[(Me3)Si)2N]2S与SCl2和SO2Cl2的混合物反应,制备S4N4:

[(Me3Si)2N]2S SCl2 SO2Cl2 → S4N4 4 (CH3)3SiCl SO2

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