Тетранитрид тетрасеры

У этого термина существуют и другие значения, см. Нитриды серы.

Тетранитрид тетрасеры
Общие
Систематическое наименование	Тетранитрид тетрасеры
Традиционные названия	Азотистая сера
Хим. формула	N₄S₄
Физические свойства
Состояние	оранжево-жёлтые кристаллы
Молярная масса	184,29 г/моль
Плотность	2,22 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	178 ℃
Т. кип.	185 ℃
Энтальпия образования	460 кДж/моль
Классификация
Номер CAS	28950-34-7
PubChem	141455
ChemSpider	124788
SMILES
N1=S=NSN=S=NS1
InChI
InChI=1S/N4S4/c1-5-2-7-4-8-3-6-1
Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное.

Тетранитрид тетрасеры (циклотетратиазил, тиазен) — неорганическое соединение серы и азота с формулой S₄N₄, 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 г^[1].

Получение

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

${\displaystyle {\mathsf {10S+16NH_{3}+12AgI\ {\xrightarrow {}}\ S_{4}N_{4}+6Ag_{2}S\downarrow +12NH_{4}I}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {6S_{2}Cl_{2}+4LiN_{3}\ {\xrightarrow {}}\ 3S_{4}N_{4}+4LiCl+4Cl_{2}}}}$

• Растворение дитиодихлорида в жидком аммиаке:

${\displaystyle {\mathsf {6S_{2}Cl_{2}+16NH_{3}\ {\xrightarrow {}}\ S_{4}N_{4}+12NH_{4}Cl+8S\downarrow }}}$

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)^[2], 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 взорвется^[1].

Нерастворим в воде (при комн. темп.), растворяется в бензоле, тетрахлорметане^[2].

Химические свойства

• При нагревании циклотетратиазила и использовании серебряной «ваты» образуется сульфид серебра(I), необходимый для получения динитрида дисеры в следующих (протекающих одновременно) реакциях^[3]:

${\displaystyle {\mathsf {S_{4}N_{4}+8Ag\ {\xrightarrow {250-300^{o}C}}\ 4Ag_{2}S+2N_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {S_{4}N_{4}\ {\xrightarrow {250-300^{o}C,Ag_{2}S}}\ 2S_{2}N_{2}}}}$

Динитрид дисеры при комнатной температуре медленно самопроизвольно полимеризуется в твердом состоянии в политиазил^[4]:

${\displaystyle {\mathsf {xS_{2}N_{2}\ {\xrightarrow {\ }}\ 2(SN)_{x}}}}$

• При нагревании разлагается:

${\displaystyle {\mathsf {S_{4}N_{4}\ {\xrightarrow {>200^{o}C}}\ 4S+2N_{2}}}}$

• Разлагается горячей водой:

${\displaystyle {\mathsf {S_{4}N_{4}+6H_{2}O\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ S\downarrow +4NH_{3}\uparrow +3SO_{2}\uparrow }}}$

• Реагирует с горячими концентрированными кислотами:

${\displaystyle {\mathsf {S_{4}N_{4}+4HCl+6H_{2}O\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ S\downarrow +4NH_{4}Cl+3SO_{2}\uparrow }}}$

• Реагирует с щелочами:

${\displaystyle {\mathsf {S_{4}N_{4}+6NaOH+7H_{2}O\ \xrightarrow {} \ 3Na_{2}SO_{3}+S\downarrow +4(NH_{3}\cdot H_{2}O)}}}$

• Реагирует с растворённой в сероуглероде серой:

${\displaystyle {\mathsf {S_{4}N_{4}+4S\ {\xrightarrow {}}\ 2S_{4}N_{2}}}}$

• Является слабым окислителем:

${\displaystyle {\mathsf {S_{4}N_{4}+24HI\ {\xrightarrow {}}\ 4H_{2}S+10I_{2}+4NH_{4}I}}}$

Соединение является важным для получения других соединений серы с азотом^[1].

Примечания

1. Н. Н. Гринвуд, А. Эрншо, 1997, с. 722.
2. Турова, 1997, с. 21.
3. Н. Н. Гринвуд, А. Эрншо, 1997, с. 725.
4. Н. Н. Гринвуд, А. Эрншо, 1997, с. 726.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Турова Н. Я. Неорганическая химия в таблицах. — М.: Высший химический колледж Российской академии наук, 1997. — 115 с.
• Н. Н. Гринвуд, А. Эрншо. Химия элементов = Chemistry of the Elements. — 2-е изд. — Butterworth-Heinemann, 1997. — ISBN 0080379419.