Соединения ксенона с фтором

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 20.09.2024

Фториды ксенона — бесцветные кристаллы с резким специфическим запахом. Ксенона фториды — сильные окислители. Окислительная способность уменьшается в ряду: XeF₆>XeF₄>XeF₂. Фториды ксенона раздражают и обжигают кожу и слизистые оболочки; ПДК 0,05 мг/м³.

Существуют следующие фториды ксенона:

Название	Формула	Температура плавления	Температура кипения
Дифторид ксенона	XeF₂	129 °C	155 °C
Тетрафторид ксенона	XeF₄	115,7 °C возгоняется	-
Гексафторид ксенона	XeF₆	49,25 °C	75,6 °C

Список значений слова или словосочетания со ссылками на соответствующие статьи.
Если вы попали сюда из другой статьи Википедии, пожалуйста, вернитесь и уточните ссылку так, чтобы она указывала на статью.

Многозначные термины
Соединения ксенона
Фториды

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Фториды ксенона" в других словарях:

КСЕНОНА ФТОРИДЫ — ХеР n (п=2,4,6), бесцв. кристаллы с резким спсцифич. запахом (см. табл.). К. ф. сильные окислители. окислит. способность уменьшается в ряду: XcF6>XeF4>XeF2, донорная способность (К. ф. доноры F в р циях комплексообразования) в ряду:… … Химическая энциклопедия

Фторид ксенона(IV) — Фторид ксенона(IV) … Википедия

Тетрафторид ксенона — Общие Систематическое наименование Фторид ксенона(IV) Химическая формула … Википедия

Фторид ксенона(II) — Фторид ксенона(II) … Википедия

Фторид ксенона(VI) — Общие … Википедия

ксенон — а; м. [от греч. xenos чужой]. Химический элемент (Хе), один из инертных газов (применяется в электротехнике и медицине). ◁ Ксеноновый, ая, ое. К ая лампа. К ая трубка. * * * ксенон (лат. Xenon), химический элемент VIII группы периодической… … Энциклопедический словарь

Xe — Ксенон / Xenon (Xe) Атомный номер 54 Внешний вид простого вещества инертный газ без цвета, вкуса и запаха Свойства атома Атомная масса (молярная масса) 131,29 а. е. м. (г/моль) … Википедия

Соединения благородных газов — Соединения благородных газов термин, которым обозначаются химические соединения, имеющие в своём составе элемент из группы 18 периодической таблицы. Группа 18 (ранее она называлась группа 0) включает в себя только благородные (инертные)… … Википедия

ксенон — КСЕНОН, а, м Инертный газ, химический элемент, без цвета и запаха, применяемый в мощных осветительных приборах, в электротехнике и медицине. Ксенон первый благородный газ, для которого получены химические соединения, фториды ксенона используются… … Толковый словарь русских существительных

Тетрафторид ксенона — соединение ксенона со фтором, представляющее собой при комнатной температуре бесцветные кристаллы со слабым желтоватым оттенком и чрезвычайно высокой химической активностью и агрессивностью. Самое устойчивое соединение ксенона. Чистый тетрафторид ксенона стабилен, однако во влажном воздухе гидролизуется с образованием оксифторидов ксенона.

Содержание

1 Изучение
2 Физические свойства
3 Получение
4 Химические свойства
5 Применение
6 См. также

Изучение

Структуру соединения исследовали с применением 19 F-ЯМР-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа в 1963 году.

Физические свойства

Получение

Синтез тетрафторида ксенона проводят смешиванием газов F₂ и Xe в соотношении 2 к 1. Эта реакция экзотермична, выделяется 251 кДж/моль энергии.

Химические свойства

Окисляет ртуть по реакции:

Восстанавливается водородом до ксенона:

С платиной взаимодействует только в виде раствора в жидком фтороводороде:

Взаимодействует с водой

Количественно реагирует с йодидом калия:

Применение

Фториды ксенона находят применение как мощные окислители и фторирующие агенты. В виде фторидов удобно хранить и транспортировать чрезвычайно агрессивный фтор.

См. также

Фтор
Ксенон
Гексафторид ксенона
Дифторид ксенона

Ксенон (Xe)
Гексафтороплатинат ксенона (Xe[PtF₆])
Диоксид-дифторид ксенона (XeO₂F₂)
Ксенат VI бария (Ba₃XeO₆)
Ксенонистая кислота (H₂XeO₄)
Ксеноновая кислота (H₄XeO₆)
Криптона дифторид-ксенона гексафторид (1/1) (KrF₂·XeF₆)
Ксенона VI оксид-тетрафторид - ванадия пентафторид (1/1) (XeOF₄·VF₅)
Оксид-дифторид ксенона (XeOF₂)
Оксид-тетрафторид ксенона (XeOF₄)
Пентафтортеллуроксид ксенона II (Xe(OTeF₅)₂)
Пентафтортеллуроксид ксенона IV (Xe(OTeF₅)₄)
Перксенат натрия (Na₄XeO₆)
Перксенат бария (Ba₂XeO₆)
Перхлорат ксенона II (Xe(ClO₄)₂)
Тетраоксид ксенона (XeO₄)
Триоксид ксенона (XeO₃)
Фторид ксенона II (XeF₂) Дифторид ксенона
Фторид ксенона IV (XeF₄) Тетрафторид ксенона
Фторид ксенона VI (XeF₆) Гексафторид ксенона
Фториды ксенона

Любое копирование, в т.ч. отдельных частей текстов или изображений, публикация и републикация, перепечатка или любое другое распространение информации, в какой бы форме и каким бы техническим способом оно не осуществлялось, строго запрещается без предварительного письменного согласия со стороны редакции. Во время цитирования информации подписчиками ссылки обязательны. Допускается цитирование материалов сайта без получения предварительного согласия, но в объеме не более одного абзаца и с обязательной прямой, открытой для поисковых систем гиперссылкой на сайт.

Гексафторид ксенона — XeF₆, бинарное неорганическое химическое соединение ксенона с фтором, представляющее собой при комнатной температуре бесцветные кристаллы. Формально является высшим фторидом ксенона. Обладает чрезвычайно высокой химической активностью, агрессивностью.

Содержание

1 Физико-химические свойства
2 Получение
3 Строение
4 Химические свойства
5 Применение
6 Биологическая роль и токсичность
7 См. также

Физико-химические свойства

Свойство	Значение
Диэлектрическая проницаемость (при 55 °C)	4,1
Энтальпия образования (298К, в газовой фазе)	−277,2 кДж/моль
Энтропия образования (298К, в газовой фазе)	387,242 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость (298К, в газовой фазе)	131,168 Дж/(моль·К)
Энтальпия плавления	5,74 кДж/моль
Энтальпия возгонки	60,8 кДж/моль

Получение

Обычно гексафторид получают длительным нагревом дифторида ксенона (XeF₂) при 300°C под давлением 60 атм( в качестве катализатора используется фторид никеля):

Однако известный советский учёный академик Легасов впервые в мире осуществил каталитический синтез гексафторида ксенона из простых веществ:

Строение

Исследование кристаллической структуры гексафторида ксенона заняло долгие годы, однако в результате применения современных физико-химических методов исследования удалось выявить шесть различных кристаллических модификаций. Например, при исследовании изотопно обогащённого соединения 129 Xe 19 F₆ методом 19 F-ЯМР-спектроскопии было установлено, что при стандартных условиях четыре атома ксенона находятся в одинаковом электронном окружении из 24 атомов фтора.

Достаточно хорошо изучены 3 кристаллические структуры вещества:

№	Температура перехода, °C	Строение
1	>10	Моноклинная, 8 XeF₆ в ячейке
2	10÷-25	Орторомбическая, 16 XeF₆ в ячейке
3	−25	Моноклинная, 64 XeF₆ в двойной ячейке

Химические свойства

Водой бурно гидролизуется до триоксида ксенона и плавиковой кислоты в три этапа. Все промежуточные продукты гидролиза выделены в индивидуальном состоянии:

При растворении в жидком фтороводороде происходит частичная диссоциация:

Гексафторид ксенона является достаточно сильной кислотой Льюиса. В присутствии фторид-ионов возможно протекание следующих реакций:

Например, вещество легко реагирует с фторидами щелочных металлов (кроме LiF):

Однако при нагревании таких солей выше 50 °C происходит разложение:

Соединения состава M₂XeF₈ достаточно устойчивы. Например, натриевое производное устойчиво до 100 °C, а цезиевое — до 400 °C.

С фторидами менее активных элементов гексафторид ксенона образует двойные соли, которые впервые получили ещё в 1967 году. Например, были получены 4XeF₆·GeF₄, 2XeF₆·GeF₄ и XeF₆·GeF₄, но получить аналогичное соединение с фторидом кремния не удалось, за счёт слабой основной функции SiF₄. Вещество также взаимодействует с BF₃ и AsF₅ в соотношении 1:1. При этом образуются белые устойчивые кристаллы, слаболетучие при комнатной температуре (давление паров составляет около 1 мм.рт.ст). XeF₆·BF₃ плавится при 80 °C с образованием жёлтой вязкой жидкости.

Применение

Гексафторид ксенона — мощный фторирующий агент.
Возможно применение в качестве окислителя ракетного топлива.

Биологическая роль и токсичность

Фторид ксенона VI XeF₆ (гексафторид ксенона) очень ядовит, сильный окислитель. Предельно допустимая концентрация фторида ксенона VI составляет не более 0,05 мг/м³.

Дифторид ксенона (Дифторид ксенона) XeF₂ — твёрдое плотное кристаллическое соединение белого цвета, образованное атомами фтора и ксенона. Одно из самых устойчивых соединений ксенона.

Содержание

1 Физико-химические свойства

1.1 Термодинамические величины
1.2 Растворимость

4.1 Образование координационных соединений
4.2 Реакции фторирования с простыми веществами
4.3 Реакции окисления
4.4 Окислительное фторирование
4.5 Восстановительное фторирование
4.6 Фторирование ароматических соединений
4.7 Фторирование непредельных соединений
4.8 Фторирующее декарбоксилирование

Физико-химические свойства

Обладает характерным тошнотворным запахом.

В инфракрасных спектрах наблюдается чёткий дублет полос поглощения с волновыми числами 550 и 556 см −1 .

Термодинамические величины

Свойство	Значение
Стандартная энтальпия образования (298 К, в твёрдой фазе)	−176 кДж/моль
Стандартная энтальпия образования (298 К, в газовой фазе)	−107,5 кДж/моль
Энтальпия плавления	16,8 кДж/моль
Энтальпия возгонки	50,6 кДж/моль
Энтропия образования (298 К, в газовой фазе)	259,403 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость (298 К, в газовой фазе)	54,108 Дж/(моль·К)

Растворимость

Растворитель	Значение
Жидкий аммиак	Не растворим
Ацетонитрил	Растворим
Вода (при 0 °C)	2,5 г/100 мл
Диоксид серы	Растворим
Пентафторид иода	153,8 г/100 мл
Трифторид брома	Растворим
Фтороводород	Растворим

Строение

Молекула дифторида ксенона линейная. Длины связей Xe—F равны 0,198 нм.

Получение

Впервые синтез XeF₂ провёл Червик Виикс в 1962 году.

Синтез проводят из простых веществ при нагревании, ультрафиолетовом облучении или действии электрического разряда:

Продукт конденсируют при −30 °C. Очистку проводят методом фракционной дистилляции.

Механизм данной реакции достаточно интересный, и, по-видимому, в нём как-то участвуют молекулы фтороводорода, которыми обычно загрязнён газообразный фтор. Это обнаружили Шмарк и Лютар, которые для синтеза использовали неочищенный от водорода фтор, и при этом скорость реакции выросла в 4 раза по сравнению с использованием чистого фтора.

Также существует метод получения дифторида ксенона из фторида кислорода II и ксенона. Для этого смесь газов помещают в никелевый сосуд и нагревают до 300 °C под давлением:

В России налажено производство дифторида ксенона на Сибирском химическом комбинате.

Дифторид ксенона образуется также при реакции ксенона с диоксидифторидом при −120 °C.

Химические свойства

При возгонке дифторид ксенона диспропорционирует на свободный ксенон и тетрафторид ксенона:

В холодной подкисленной воде разлагается достаточно медленно, зато в щелочной среде разложение идёт быстро:

2 XeF₂ + 4 NaOH → 2 Xe ↑ + 4 NaF + 2 H₂O + O₂ ↑

Менее активный окислитель, чем молекулярный фтор.

Образование координационных соединений

XeF₂ может выступать в качестве лиганда в комплексных соединениях. Например, во фтороводородном растворе возможна следующая реакция:

Кристаллографический анализ показывает, что атом магния координирован 6 атомами фтора, 4 из которых являются мостиками между атомами магния и ксенона.

Известно множество таких реакций с продуктами типа [M x (XeF₂)_n](AF₆)_x, в которых в качестве атома M могут выступать Ca, Sr, Ba, Pb, Ag, La или Nd, а атомом A могут быть As, Sb или P.

Такие реакции требуют большого избытка дифторида ксенона.

В твердофазной системе в присутствии фторида цезия некоторые металлы (Ce, Pr, Nd, Tb, Dy, Tu) могут образовывать комплексные соединения типа Cs₃[CeF₇].

С пентафторидом мышьяка образуется гексафторарсенат трифтордиксенона, в котором в качестве катиона выступает молекулярный ион Xe₂F₃ + . Также известны соединения, где катионом является Xe₂ + .

Реакции фторирования с простыми веществами

XeF₂ фторирует Mn, W, Nb, Sb, Sn, Ti, S, P, Te, Ge, Si до высших фторидов в интервале температур от −10 до +30 °C. Нагревание реакционной смеси до 50 °C приводит к взаимодействию дифторида ксенона с оксидами и солями многих металлов.

В твердофазной системе при нагревании окисляет Ce, Pr и Tb до тетрафторидов.

Реакции окисления

Водный раствор дифторида окисляет броматы до перброматов:

Окислительное фторирование

Пример окислительного фторирования для теллур-органического соединения (тут атом теллура меняет степень окисления от +4 до +6):

Восстановительное фторирование

Пример восстановительного фторирования (тут атом хрома меняет степень окисления от +6 до +5):

Фторирование ароматических соединений

Фторирование ароматических соединений идёт по механизму электрофильного замещения:

При этом возможно и восстановительное фторирование (за счет растворителя):

Фторирование непредельных соединений

Достаточно селективно можно проводить фторирование диеновых производных в 1,2-положения: .

Фторирующее декарбоксилирование

Дифторид ксенона декарбоксилирует карбоновые кислоты, при этом образуются соответствующие фторалканы:

Дифторид ксенона XeF₂ — твёрдое плотное кристаллическое соединение белого цвета, образованное атомами фтора и ксенона. Одно из самых устойчивых соединений ксенона.

Содержание

Физико-химические свойства

Обладает характерным тошнотворным запахом.

В инфракрасных спектрах наблюдается чёткий дублет полос поглощения с волновыми числами 550 и 556 см −1 .

Термодинамические величины

Свойство	Значение
Стандартная энтальпия образования (298 К, в твёрдой фазе)	−176 кДж/моль
Стандартная энтальпия образования (298 К, в газовой фазе)	−107,5 кДж/моль
Энтальпия плавления	16,8 кДж/моль
Энтальпия возгонки	50,6 кДж/моль
Энтропия образования (298 К, в газовой фазе)	259,403 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость (298 К, в газовой фазе)	54,108 Дж/(моль·К)

Растворимость

Растворитель	Значение
Жидкий аммиак	Не растворим
Ацетонитрил	Растворим
Вода (при 0 °C)	2,5 г/100 мл
Диоксид серы	Растворим
Пентафторид иода	153,8 г/100 мл
Трифторид брома	Растворим
Фтороводород	Растворим

Строение

Молекула дифторида ксенона линейная. Длины связей Xe—F равны 0,198 нм.

Получение

Впервые синтез XeF₂ провёл Червик Виикс в 1962 году.

$\mathsf<Xe + F_2 \rightarrow XeF_2> $

Продукт конденсируют при −30 °C. Очистку проводят методом фракционной дистилляции.

Механизм данной реакции достаточно интересный, и, по-видимому, в нём как-то участвуют молекулы водорода, которыми обычно загрязнён газообразный фтор. Это обнаружили Шмарк и Лютар, которые для синтеза использовали неочищенный от водорода фтор, и при этом скорость реакции выросла в 4 раза по сравнению с использованием чистого фтора.

Также существует метод получения дифторида ксенона из фторида кислорода(II) и ксенона. Для этого смесь газов помещают в никелевый сосуд и нагревают до 300 °C под давлением:

$\mathsf<Xe + OF_2 \rightarrow 2XeF_2 + O_2> $

В России налажено производство дифторида ксенона на Сибирском химическом комбинате.

Дифторид ксенона образуется также при реакции ксенона с диоксидифторидом при −120 °C.

Химические свойства

При возгонке дифторид ксенона диспропорционирует на свободный ксенон и тетрафторид ксенона:

$\mathsf<2XeF_2 \rightarrow Xe + XeF_4> $

В холодной подкисленной воде разлагается достаточно медленно, зато в щелочной среде разложение идёт быстро:

$\mathsf<2XeF_2 + 4NaOH \rightarrow 2Xe\uparrow + 4NaF + 2H_2O + O_2\uparrow> $

Менее активный окислитель, чем молекулярный фтор.

Образование координационных соединений

XeF₂ может выступать в качестве лиганда в комплексных соединениях. Например, в фтороводородном растворе возможна следующая реакция:

$\mathsf<Mg[AsF_6]_2 + 4XeF_2 \rightarrow [Mg(XeF_2)_4][AsF_6]_2> $

Известно множество реакций такого типа [M x (XeF₂)_n](AF₆)_x, в которых в качестве атома M могут выступать Ca, Sr, Ba, Pb, Ag, La или Nd, а атомом A могут быть As, Sb или P.

Такие реакции требуют большого избытка дифторида ксенона.

$\mathsf<AsF_5 + 2XeF_2 \rightarrow Xe_2F_3[AsF_6]> $

Реакции фторирования с простыми веществами

В твердофазной системе при нагревании окисляет Ce, Pr и Tb до тетрафторидов.

Реакции окисления

Водный раствор дифторида окисляет броматы до перброматов:

$\mathsf<KBrO_3 + XeF_2 + H_2O \rightarrow KBrO_4 + Xe\uparrow + 2HF> $

Окислительное фторирование

$\mathsf<Ph_3TeF + XeF_2 \rightarrow Ph_3TeF_3 + Xe\uparrow> $

Восстановительное фторирование

Пример восстановительного фторирования (тут атом хрома меняет степень окисления от +6 до +5):

$\mathsf<2CrO_2F_2 + XeF_2 \rightarrow 2CrOF_3 + Xe + O_2> $

Фторирование ароматических соединений

Фторирование ароматических соединений идёт по механизму электрофильного замещения:

При этом возможно и восстановительное фторирование (за счет растворителя):

Фторирование непредельных соединений

Достаточно селективно можно проводить фторирование диеновых производных в 1,2-положения: .

Фторирующее декарбоксилирование

Дифторид ксенона декарбоксилирует карбоновые кислоты, при этом образуются соответствующие фторалканы:

$\mathsf<RCOOH + XeF_2 \rightarrow RF + CO_2 + Xe + HF> $

Применение

Один из самых мощных фторирующих агентов.
Применяют для получения высокотемпературных сверхпроводников на основе сложных слоистых оксофторидов меди [1]
Является достаточно перспективным для дезинфекции труднодоступных мест [2]
Дифторид ксенона используется для травления кремния в микроэлектромеханических системах:

Примечания

См. также

Литература

Оксид-дифторид ксенона (XeOF₂) • Оксид-тетрафторид ксенона (XeOF₄) • Тетраоксид ксенона (XeO₄) • Триоксид ксенона (XeO₃) • Фторид ксенона(II) (XeF₂) • Фторид ксенона(IV) (XeF₄) • Фторид ксенона(VI) (XeF₆) • Гексафтороплатинат ксенона (Xe[PtF₆]) • Перксенонат натрия (Na₄XeO₆) • Перксенат бария (Ba₂XeO₆) • Криптона дифторид-ксенона гексафторид (KrF₂·XeF₆) • Ксенона(VI) оксид-тетрафторид ванадия пентафторид (XeOF₄·VF₅) • Пентафтортеллуроксид ксенона (Xe(OTeF₅)₂) • Диоксид-дифторид ксенона (XeO₂F₂) • Перхлорат ксенона (Xe(ClO₄)₂) • Ксенонат бария (Ba₃XeO₆) • Перксеноновая кислота (H₄XeO₆) • Ксеноновая кислота (H₂XeO₄)

Читайте также: