フッ化硫黄

フッ化硫黄（フッかいおう、sulfur fluoride）はフッ素と硫黄とから構成される無機化合物で、異性体を含めて以下の6種類が知られている。十フッ化二硫黄のみが常温常圧で液体であり、他は気体の化合物である。

二フッ化二硫黄

テンプレート:Right 二フッ化二硫黄（にフッかにいおう、disulfur difluoride）には F−S−S−F と S=SF₂ の二種類の異性体が知られている。一フッ化硫黄（いちフッかいおう）と呼ぶことがある。

F−S−S−F の融点は−133テンプレート:℃、沸点は15テンプレート:℃である。線形構造の分子で S−S 間距離が189テンプレート:Nbsp pm、S−F 間が164テンプレート:Nbsppm、∠SSF = 108テンプレート:° の C₂ 対称形である^[1]。他のハロゲン類縁体と対照的に、こちらの異性体は不安定である。

F−S−S−F は真空中でフッ化銀 AgF と過剰の硫黄を加熱して反応させると生成するが^[2]、速やかに S=SF₂ に異性化する^[1]。

S=SF₂ は融点−165テンプレート:℃、沸点−10.6テンプレート:℃の三角錐形構造で、S−S 間距離が186テンプレート:Nbsppm、S−F 間が160テンプレート:Nbsppm、∠SSF = 108テンプレート:° の C_s 対称形である^[1]。こちらの異性体は比較的安定で、250テンプレート:℃まで安定だが、それ以上の温度では不均化する^[3]。

S = S F_{2} ⟶ \frac{3}{16} S_{8} + \frac{1}{2} S F_{4}

また、フッ化水素 HF や三フッ化ホウ素 BF₃ のような酸触媒で速やかに分解する^[1]。

どちらも水と反応し硫黄、フッ化水素とポリチオン酸を発生する^[3]。

二フッ化硫黄（にフッかいおう、sulfur difluoride）は化学式 SF₂ であるが、生成させるのが困難で気相中で観測されているのみである。S−F間距離が1.59テンプレート:Nbsppm、∠98テンプレート:° の C_2v 対称形である^[1]。

四フッ化硫黄（しフッかいおう、sulfur tetrafluoride）は化学式 SF₄ の無色気体の化合物である。融点は−121テンプレート:℃、沸点は−38.6テンプレート:℃であり、ひずんだ4角錐形構造で S−F 間距離は165テンプレート:Nbsppmと154テンプレート:Nbsppmの C_2v 対称形である^[1]。

四フッ化硫黄は二塩化硫黄 SCl₂ をHF/ピリジン (70:30) と反応させるか^[1]、アセトニトリル中で SCl₂ とフッ化ナトリウム NaF を反応させると得られる^[2]。

反応性に富み、フッ素化剤として用いられる。すなわち他の置換基の存在下でも C=O 基、P=O 基のフッ素化が可能であり^[1]、C=O 基、P=O 基、COOH基、および PO(O)H 基をそれぞれ CF₂、PF₂、CF₃、PF₃ に変換する^[2]。

そして水とは瞬間的に反応して分解し、二酸化硫黄 SO₂ とフッ化水素 HF を与える^[2]。

テンプレート:Main 六フッ化硫黄（ろくフッかいおう、sulfur hexafluoride）は化学式 SF₆ の無色無臭の気体で、熱的・化学的に安定な化合物である。

十フッ化二硫黄（じゅうフッかにいおう、disulfur decafluoride）は化学式 S₂F₁₀ の無色揮発性の液体である。五フッ化硫黄（ごフッかいおう）とも呼ばれる。きわめて毒性が強い^[3]。

融点は-52.7テンプレート:℃、沸点は30テンプレート:℃であり、S原子を中心として8面体形が連結した構造で、S−S 間距離が221テンプレート:Nbsppm、S−F 間が156テンプレート:Nbsppmの D_4d 対称形である^[1]。

次式に示す光化学反応によって得られる^[2]。

2 S F_{5} C l + H_{2} ⇄ S_{2} F_{10} + 2 H C l

水またはアルカリ性では常温下では加水分解しない。アセトン溶液中でヨウ化カリウム KI をヨウ素 I₂ に酸化する。また特色ある酸化的フッ素化剤として利用され、その反応は S−S 間のラジカル解裂を開始反応とすると考えられている^[1]。

S_{2} F_{10} ⟶ 2 S F_{5}^{\cdot}

2 S F_{5}^{\cdot} ⟶ S F_{4} + F^{\cdot}

↑ ^1.00 ^1.01 ^1.02 ^1.03 ^1.04 ^1.05 ^1.06 ^1.07 ^1.08 ^1.09 Cotton, F. A.; Wilkinson, G.; Murillo, C. A.; Bochmann, M. (1999). Advanced Inorganic Chemistry (6th ed), pp. 514–516. Wiley: New York. ISBN 0-471-19957-5
↑ ^2.0 ^2.1 ^2.2 ^2.3 ^2.4 漆山秋雄、「フッ化硫黄」、『世界大百科事典』、CD-ROM版、平凡社、1998年。
↑ ^3.0 ^3.1 ^3.2 長倉三郎ら（編）、「フッ化硫黄」、『岩波理化学辞典』、第5版 CD-ROM版、岩波書店、1998年。