Ksenon(II)fluoridi

Ksenondifluoridi XeF 2 on kiinteä tiheä valkoinen kiteinen yhdiste, jonka muodostavat fluori- ja ksenonatomit . Yksi stabiileimmista ksenonyhdisteistä.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Sillä on tyypillinen kuvottava haju.

Infrapunaspektreissä on selkeä absorptiokaistojen dupletti, joiden aaltoluvut ovat 550 ja 556 cm – 1 .

Termodynaamiset suureet

Omaisuus	Merkitys
Normaali muodostumisentalpia (298 K, kiinteässä tilassa)	-176 kJ/mol
Normaali muodostumisentalpia (298 K, kaasufaasi)	-107,5 kJ/mol
Fuusion entalpia	16,8 kJ/mol
Sublimaatioentalpia	50,6 kJ/mol
Muodostumisen entropia (298 K, kaasufaasissa)	259,403 J/(mol K)
Lämpökapasiteetti (298 K, kaasufaasissa)	54,108 J/(mol K)

Liukoisuus

Liuotin	Merkitys
Nestemäinen ammoniakki	Ei liukene
Asetonitriili	Liukeneva
Vesi (0 °C)	2,5 g/100 ml
rikkidioksidi	Liukeneva
Jodipentafluoridi	153,8 g/100 ml
Bromitrifluoridi	Liukeneva
Fluorivetyä	Liukeneva

Rakennus

Ksenondifluoridimolekyyli on lineaarinen. Xe-F-sidoksen pituudet ovat 0,198 nm.

Haetaan

Ensimmäisen XeF 2 - synteesin suoritti Cervik Weeks vuonna 1962 .

Synteesi suoritetaan yksinkertaisista aineista kuumentamalla, ultraviolettisäteilyllä tai sähköpurkauksella:

{\displaystyle {\mathsf {Xe+F_{2}\rightarrow XeF_{2))))

Tuote tiivistetään -30 °C:ssa. Puhdistus suoritetaan jakotislauksella .

Tämän reaktion mekanismi on varsin mielenkiintoinen, ja ilmeisesti fluorivetymolekyylit, jotka tavallisesti saastuttavat kaasumaista fluoria, ovat jotenkin mukana siinä . Tämän havaitsivat Shmark ja Luthar, jotka käyttivät synteesiin vedystä puhdistettua fluoria, ja reaktionopeus kasvoi 4 kertaa puhtaan fluorin käyttöön verrattuna.

On olemassa myös menetelmä ksenondifluoridin saamiseksi happi(II)fluoridista ja ksenonista. Tätä varten kaasuseos asetetaan nikkeliastiaan ja kuumennetaan 300 °C:seen paineen alaisena:

{\displaystyle {\mathsf {2Xe+2OF_{2}\rightarrow 2XeF_{2}+O_{2))))

Venäjällä ksenondifluoridin tuotanto on aloitettu Siperian kemian kombinaatissa.

Ksenondifluoridia muodostuu myös ksenonin reaktiossa dioksidifluoridin kanssa -120 °C:ssa.

Kemialliset ominaisuudet

Sublimoituessaan ksenondifluoridi epäsuhtautuu vapaaksi ksenoniksi ja ksenontetrafluoridiksi :

{\displaystyle {\mathsf {2XeF_{2}\rightarrow Xe+XeF_{4))))

Kylmässä happamassa vedessä se hajoaa melko hitaasti, mutta emäksisessä ympäristössä hajoaminen etenee nopeasti:

{\mathsf {2XeF_{2}+4NaOH\rightarrow 2Xe\uparrow +4NaF+2H_{2}O+O_{2}\uparrow }}

Vähemmän aktiivinen hapetin kuin molekyylifluori.

Koordinaatioyhdisteiden muodostuminen

XeF2 voi toimia ligandina kompleksisissa yhdisteissä . Esimerkiksi vetyfluoridiliuoksessa seuraava reaktio on mahdollinen:

{\mathsf {Mg[AsF_{6}]_{2}+4XeF_{2}\rightarrow [Mg(XeF_{2})_{4}][AsF_{6}]_{2))}

Kristallografinen analyysi osoittaa, että magnesiumatomia koordinoi 6 fluoriatomia, joista 4 on siltoja magnesium- ja ksenonatomien välillä.

On olemassa monia tällaisia reaktioita [M x (XeF 2 ) n ](AF 6 ) x tyyppisten tuotteiden kanssa , joissa Ca , Sr , Ba , Pb , Ag , La tai Nd voivat toimia M-atomina ja As. voi olla A- atomi , Sb tai P.

Tällaiset reaktiot vaativat suuren ylimäärän ksenondifluoridia.

Kiinteässä faasissa cesiumfluoridin läsnä ollessa jotkin metallit (Ce, Pr, Nd, Tb, Dy, Tu) voivat muodostaa Cs 3 [CeF 7 ] -tyyppisiä kompleksisia yhdisteitä.

Arseenipentafluoridilla muodostuu trifluoridisenoniheksafluoroarsenaattia, jossa molekyyli-ioni Xe 2 F 3 + toimii kationina . Tunnetaan myös yhdisteitä, joissa kationi on Xe2 + .

{\mathsf {AsF_{5}+2XeF_{2}\rightarrow Xe_{2}F_{3}[AsF_{6}]}}

Fluorointireaktiot yksinkertaisilla aineilla

XeF 2 fluoroi Mn , W , Nb , Sb , Sn , Ti , S , P , Te , Ge , Si korkeammiksi fluorideiksi lämpötila-alueella -10 - +30 °C. Reaktioseoksen kuumentaminen 50 °C:seen johtaa ksenondifluoridin vuorovaikutukseen monien metallien oksidien ja suolojen kanssa .

Kiinteäfaasijärjestelmässä se hapettaa kuumennettaessa Ce :n , Pr :n ja Tb :n tetrafluorideiksi.

Hapetusreaktiot

Difluoridin vesiliuos hapettaa bromaatit perbromaateiksi :

{\mathsf {KBrO_{3}+XeF_{2}+H_{2}O\rightarrow KBrO_{4}+Xe\uparrow +2HF))

Oksidatiivinen fluoraus

Esimerkki organotelluriumyhdisteen oksidatiivisesta fluorauksesta (tässä telluuriatomi muuttaa hapetusastettaan +4 :stä +6:een):

{\mathsf {Ph_{3}TeF+XeF_{2}\rightarrow Ph_{3}TeF_{3}+Xe\uparrow ))

Pelkistävä fluoridointi

Esimerkki pelkistävästä fluorauksesta (tässä kromiatomi muuttaa hapetusastettaan +6:sta +5:een):

{\displaystyle {\mathsf {2CrO_{2}F_{2}+XeF_{2}\rightarrow 2CrOF_{3}+Xe+O_{2))))

Aromaattisten yhdisteiden fluoraus

Aromaattisten yhdisteiden fluoraus tapahtuu elektrofiilisen substituution mekanismilla:

Tässä tapauksessa pelkistävä fluoraus on myös mahdollista (liuottimen takia):

Tyydyttymättömien yhdisteiden fluoraus

Melko selektiivisesti on mahdollista suorittaa dieenijohdannaisten fluoraus 1,2 -asemassa: .

Fluoroiva dekarboksylaatio

Ksenondifluoridi dekarboksyloi karboksyylihappoja , jolloin muodostuu vastaavia fluorialkaaneja :

{\mathsf {RCOOH+XeF_{2}\rightarrow RF+CO_{2}+Xe+HF}}

Sovellus

Yksi tehokkaimmista fluorausaineista.
Käytetään monimutkaisiin kerrostettuihin kuparioksofluorideihin perustuvien korkean lämpötilan suprajohteiden valmistamiseen [1]
Se on varsin lupaava vaikeapääsyisten paikkojen desinfiointiin [2]
Ksenondifluoridia käytetään piin etsaukseen mikroelektromekaanisissa järjestelmissä :

{\mathsf {2XeF_{2}+Si\rightarrow SiF_{4}+2Xe))

Muistiinpanot

↑ Uspekhi khimii, 2002, osa 71, numero 5, sivut 442-460.
↑ Äärimmäinen desinfiointi - desinfiointiaineen valinta . Haettu 21. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 26. lokakuuta 2008. (määrätön)

Katso myös

Kirjallisuus

Jolly W. I. Epäorgaanisten yhdisteiden synteesit. M.: Mir, 440 s. – 1967
Nekrasov BV Yleisen kemian perusteet. 2 osana, M.: Chemistry, 1973
Tius, MA, Tetrahedron , osa 51, numero 24, 12. kesäkuuta 1995, sivut 6605-6634.
Weeks, J., Matheson, M. Xenon Difluoride. Epäorgaaniset synteesit. Nro 8, 1966.
Williamson, S. Xenon Difluoride. Epäorgaaninen synteesi nro 11, 1968.
Šmalc, A., Lutar, K. Ksenondifluoridi (muunnos). Inorganic Syntheses nro 29, 1992.
D.F. Halpem. "Xenon(II) Fluoride" julkaisussa Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. 2004, J. Wiley & Sons, New York.

Ksenonyhdisteet _

Ksenonoksididifluoridi (XeOF 2 )
Ksenonoksiditetrafluoridi (XeOF 4 )
Ksenontetroksidi (XeO 4 )
Ksenontrioksidi (XeO 3 )
Ksenon(II)fluoridi (XeF 2 )
Ksenon(IV)fluoridi (XeF 4 )
Ksenon(VI)fluoridi (XeF 6 )
Ksenonheksafluoroplatinaatti (Xe[PtF 6 ])
Natriumperksenaatti (Na 4 XeO 6 )
Bariumperksenaatti (Ba 2 XeO 6 )
Kryptonidifluoridi - ksenonheksafluoridi (1/1) (KrF 2 XeF 6 )
Ksenon(VI)oksiditetrafluoridi - vanadiinipentafluoridi (1/1) (XeOF 4 VF 5 )
Ksenon(II)pentafluorotelluroksidi (Xe(OTeF 5 ) 2 )
Ksenondioksididifluoridi (XeO 2 F 2 )
Ksenon(II)perkloraatti (Xe(ClO 4 ) 2 )
Ksenaatti (VI) barium (Ba 3 XeO 6 )
Ksenonihappo (H 4 XeO 6 )
Ksenonihappo (H 2 XeO 4 )