맨위로가기

사플루오린화 황

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요

사플루오린화 황(SF₄)은 황 원자가 +4의 산화수를 가지며 시소 형태의 구조를 갖는 무기 화합물이다. 이 화합물은 실험실에서 황과 플루오린화 코발트(III)를 사용하여 제조하거나, 산업적으로 염화 황과 플루오린화 나트륨의 반응을 통해 생산된다. 유기 합성에서 COH 및 C=O기를 CF 및 CF₂기로 전환하는 데 사용되며, SF₅Cl, 이산화 황, 아미노황 디플루오라이드 등의 화합물 합성에 활용된다. 사플루오린화 황은 폐 내 수분과 반응하여 유독한 이산화 황과 불산을 생성하며, 독성을 띤다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 황 화합물 - 철-황 클러스터
    철-황 클러스터는 철과 황 원자의 결합으로 이루어진 무기화합물로서, 생체 내 단백질의 구성요소로 중요한 역할을 하며, Fe:S 화학량론에 따라 다양한 형태로 존재하고 전자전달, 촉매작용 등에 필수적이며, 여러 분야에서 응용될 수 있다.
  • 황 화합물 - 황화 수소
    황화 수소는 무색 기체로 달걀 썩는 냄새가 나며, 금속 이온과 반응하여 금속 황화물 침전을 생성하고, 연소 시 물과 이산화 황을 생성하며, 산업적으로 황산 또는 황화물 합성에 사용되고, 생체 내 신호 분자로 작용하며, 유독하여 흡입 시 호흡 마비 및 사망을 초래한다.
  • 플루오린 화합물 - 형석
    형석은 라틴어에서 유래된 광물로, 철 제련의 용융제로 사용되고 형광 현상을 보이며 다양한 색상을 띠며, 불화수소 등 물질 생산의 원료이자 광학 렌즈, 반도체 제조 장비 등에도 활용된다.
  • 플루오린 화합물 - 마법산
    마법산은 플루오로황산과 오플루오린화 안티몬의 혼합물로, 조지 앤드루 올라에 의해 개발되어 탄수화물 연구, 카보늄 이온 생성, 알케인과의 반응 등에 활용되는 초강산으로 높은 산성도와 반응성으로 취급 시 주의가 필요하다.
사플루오린화 황 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
사플루오린화 황의 구조식, 차원 표시
사플루오린화 황의 구조식, 차원 표시
사플루오린화 황의 볼-앤-스틱 모델
사플루오린화 황의 볼-앤-스틱 모델
사플루오린화 황의 공간 채우기 모델
사플루오린화 황의 공간 채우기 모델
IUPAC 이름사플루오린화 황(IV)
다른 이름사플루오린화 황
CAS 등록번호7783-60-0
UN 번호2418
PubChem CID24555
ChemSpider ID22961
ChEBI30495
SMILESFS(F)(F)F
InChI1/F4S/c1-5(2,3)4
InChIKeyQHMQWEPBXSHHLH-UHFFFAOYAT
표준 InChI1S/F4S/c1-5(2,3)4
표준 InChIKeyQHMQWEPBXSHHLH-UHFFFAOYSA-N
속성
화학식SF₄
분자량108.07 g/mol
외형무색 기체
밀도1.95 g/cm³, -78 °C
용해도반응함
녹는점-121.0 °C
끓는점-38 °C
증기압10.5 atm (22 °C)
구조
분자 모양시소 (C₂ᵥ)
쌍극자 모멘트0.632 D
위험성
주된 위험높은 반응성 및 독성 기체
NFPA 704"보건: 3"
"화재: 0"
"반응성: 2"
"특수: W"
즉시 생명 및 건강에 위험한 농도 (IDLH)자료 없음
허용 노출 기준 (PEL)없음
권장 노출 기준 (REL)C 0.1 ppm (0.4 mg/m³)
관련 화합물
다른 양이온산소 이플루오린화물
셀레늄 사플루오린화물
텔루륨 사플루오린화물
다른 황 불화물이황화 이플루오린화물
이플루오린화 황
데카플루오린화 이황
육플루오린화 황
다른 음이온이염화 황
이브롬화 이황
삼플루오린화 황
관련 화합물플루오린화 티오닐

2. 구조

SF4의 분자 내 동적 평형.


SF₄ 내의 황은 +4 산화수를 가지며, 하나의 비공유 전자쌍을 갖는다. SF₄ 내의 원자들은 시소 형태로 배열되어 있으며, 황 원자가 중심에 위치한다. 세 개의 적도 위치 중 하나는 비결합 비공유 전자쌍이 차지한다. 결과적으로, 분자는 두 개의 뚜렷한 유형의 F 리간드를 가지며, 두 개의 축방향(axial) 리간드와 두 개의 적도 방향(equatorial) 리간드를 갖는다. 관련 결합 거리는 S–Fax = 164.3 pm이고 S–Feq = 154.2 pm이다. 초원자가 분자에서 축방향 리간드가 덜 강하게 결합되는 것은 일반적이다.

SF₄의 19F NMR 스펙트럼은 하나의 신호만 나타내며, 이는 축방향 및 적도 방향 F 원자 위치가 가상 회전을 통해 빠르게 상호 변환됨을 나타낸다.[4]

3. 제조

사플루오린화 황은 실험실 환경과 산업 환경에서 서로 다른 방식으로 제조된다. 실험실에서는 주로 원소 황과 플루오린화 코발트(III)를 반응시켜 얻는다.[5] 산업적으로는 이염화 황과 플루오린화 나트륨을 반응시켜 대량 생산하며[6], 특정 조건 하에서는 염소를 직접 사용하거나[7][8] 브롬을 이용하는 방법도 있다.[9]

3. 1. 실험실적 제조

실험실 규모에서는 원소 황(S)과 플루오린화 코발트(III)(CoF3)를 반응시켜 사플루오린화 황(SF4)을 제조한다.[5]

:S + 4CoF3 → SF4 + 4CoF2

3. 2. 산업적 제조

사플루오린화 황은 산업적으로 염화 황(SCl2)와 플루오린화 나트륨(NaF)의 반응을 통해 생산되며, 이때 아세토니트릴이 촉매로 사용된다.[6]

:3 SCl2 + 4 NaF → SF4 + S2Cl2 + 4 NaCl

더 높은 온도(예: 225°C–450°C)에서는 용매 없이 반응을 진행할 수 있다. 또한, 염화 황 대신 원소 황(S)염소(Cl2)를 직접 사용할 수도 있다.[7][8]

상기 염소화 공정 대신, 비교적 낮은 온도(예: 20°C–86°C)에서 액체 브롬(Br2)을 산화제 및 용매로 사용하는 방법도 있다.[9]

:S(s) + 2 Br2(l; excess) + 4 KF(s) → SF4↑ + 4 KBr(brom)

4. 유기 플루오린 화합물 합성에 응용

유기 합성에서 SF4는 COH기와 C=O기를 각각 CF기와 CF2기로 전환하는 데 사용된다.[10] 이러한 전환의 효율성은 매우 다양하다.

실험실 환경에서는 SF4 대신 더 안전하고 다루기 쉬운 디에틸아미노황 트리플루오라이드(DAST, 화학식: (C2H5)2NSF3)가 사용되는 추세이다.[11] DAST는 SF4를 이용하여 다음 반응을 통해 합성할 수 있다.[12]

SF4 + (CH3)3SiN(C2H5)2 → (C2H5)2NSF3 + (CH3)3SiF

5. 기타 반응

염화 플루오린화 황(SF5Cl)은 SF5 그룹의 유용한 공급원으로, 사플루오린화 황(SF4)으로부터 다음과 같이 제조된다.[13]

:SF4 + Cl2 + CsF → SF5Cl + CsCl

SF4가수분해이산화 황(SO2)을 생성한다.[14]

:SF4 + 2 H2O → SO2 + 4 HF

이 반응은 중간 생성물로 플루오린화 티오닐을 거치지만, 일반적으로 SF4를 시약으로 사용하는 데 방해가 되지는 않는다.[6]

아민을 SF4 및 염기와 함께 처리하면 아미노황 디플루오라이드가 생성된다.[15]

사플루오린화 황의 반응 범위

6. 독성

폐 내에서 수분과 반응하여 이산화 황과 불화 수소를 형성하며, 이는 유독하고 부식성이 강한 불산을 생성한다.

참조

[1] 논문 Structure and Dipole Moment for SF4
[2] 간행물 PGCH|0580
[3] 백과사전 J. Wiley & Sons 2004
[4] 서적 Inorganic Chemistry Academic Press 2001
[5] 백과사전 Fluorine compounds: Sulfur tetrafluoride https://archive.org/[...] Academic Press
[6] 서적 Inorganic Syntheses 1963
[7] 논문 The Chemistry of Sulfur Tetrafluoride. I. The Synthesis of Sulfur Tetrafluoride 1960
[8] 특허 Synthesis of Sulfur Tetrafluoride
[9] 논문 A simplified and efficient bromine-facilitated SF4-preparation method 2010
[10] 간행물 1,1,1-Trifluoroheptane
[11] 백과사전 "''N'', ''N''-Diethylaminosulfur Trifluoride" J. Wiley & Sons 2004
[12] 간행물 Diethylaminosulfur Trifluoride
[13] 서적 Inorganic Syntheses McGraw-Hill 1966
[14] 서적 Chemistry of the Elements Butterworth-Heinemann
[15] 논문 Novel generation of benzonitrile-N-sulfide 1975
[16] 서적 A Bridge not Attacked: Chemical Warfare Civilian Research During World War II World Scientific
[17] 논문 Structure and Dipole Moment for SF4
[18] 간행물 PGCH|0580



본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com