Фторид ксенона(VI)

(перенаправлено с «Фторид ксенона (VI)»)

Гексафтори́д ксено́на — соединение ксенона с фтором, представляющее собой при комнатной температуре бесцветные кристаллы. Обладает чрезвычайно высокой химической активностью, агрессивностью.

Фторид ксенона
Xenonhexafluorid.svg
Фторид ксенона(VI)
Общие
Систематическое
наименование
Фторид ксенона(VI)
Хим. формула XeF6
Физические свойства
Состояние бесцветные кристаллы
Молярная масса 245 г/моль
Плотность 3,56 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 49,25 °C
Т. кип. 75,6 °C
Классификация
Рег. номер CAS 13693-09-9
PubChem
SMILES
InChI
ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

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 129Xe19F6 методом 19F-ЯМР-спектроскопии было установлено, что при стандартных условиях четыре атома ксенона находятся в одинаковом электронном окружении из 24 атомов фтора.[1]

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[2]

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[3], 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.[4]

Также были сообщения о получении высшего фторида XeF8 из XeF6 и F2, однако эти данные не подтвердились. Существование октафторида ксенона не возможно из-за размера атома ксенона: атомы фтора были бы очень близко расположены относительно друг друга, и сила отталкивания одноименных зарядов была бы больше энергии связи Xe-F.

Применение

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

Примечания

См. также

Литература

  • Holleman A.F., Wiberg E. Inorganic Chemistry. Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  • Некрасов Б. В. Основы общей химии. В 2-х томах., М.: Химия, 1973 г.