Xenon-hexafluorid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Xenon-hexafluorid
Xenonhexafluorid.svg Xenon-hexafluoride-3D-vdW.png
Kémiai azonosítók
CAS-szám 13693-09-9
PubChem 139546
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet XeF6
Moláris tömeg 245,28 g mol-1
Sűrűség 3,56 g cm-3
Olvadáspont 49,25 °C
Forráspont 75,6 °C
Oldhatóság (vízben) vízzel reakcióba lép
Ha másként nem jelöljük, az adatok
az anyag standard állapotára vonatkoznak.
(25 °C, 100 kPa)

A xenon-hexafluorid egy nemesgázvegyület, melynek kémiai képlete XeF6, a xenon három biner (kétkomponensű) fluorvegyülete közül a legnagyobb értékű. A másik kettő a XeF2 és a XeF4. Mindhárom vegyület exergonikus és szobahőmérsékleten stabil. A csoportban a legerősebb fluorózószer a XeF6. Szobahőmérsékleten színtelen szilárd anyag, könnyen szublimál, gőzei sárga színűek.

Előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A xenon-hexafluorid előállítható, ha XeF2-ot 6 MPa nyomáson, mintegy 300°C fok hőmérsékleten hosszú ideig melegítünk.

NiF2 katalizátorral a folyamat 120 fokon is végbemegy, akár már 1:5 xenon-fluor mólarány esetén is.[1]

Felépítése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A XeF6 felépítését több év alatt sikerült megállapítani, ami a XeF2 és a XeF4 feltérképezéséhez képest hosszú idő. Gáz halmazállapotban a vegyület monomer. A vegyértékelektronpár-taszítási elmélet szerint hat fluorid ligandum és egy szabad elektronpár jelenléte esetén a molekula szerkezete nem teljesen oktaéderesen szimmetrikus. Ehelyett – ahogy azt az elektrondiffrakciós vizsgálatok és a magas szintű számítások megmutatták – a C3v pontcsoportba tartozik. Az Oh pontcsoportra kiszámított energiaérték szignifikánsan nem különbözik a molekula energiájától, ami azt jelzi, hogy az energiafelszínen sekély a minimumhely. Konrad Seppelt, a nemesgázok és a fluorkémia egyik nagytekintélyű professzora azt mondta, hogy „a szerkezetet legjobban egy mobilis elektronpárral lehet jellemezni, mely az oktaéder síkjain és élein is halad, és így folyamatosan, dinamikusan torzítja a molekula alakját.”[2]

A 129Xe és a 19F NMR spektroszkópiás vizsgálata arra utal, hogy a vegyület oldatban tetramer szerkezetű. Négy egyenértékű xenonatom helyezkedik el a tetraéder négy sarkában, s ezt veszi körbe az állandóan mozgásban lévő 24 fluoratom, melyek helyzetüket „fogaskerék rendszerben” változtatják.

A XeF6 6 különböző alakban kristályosodik ki,[3] melyek közül az egyikben XeF+5 ionok és F‒ hidak találhatók.[4]

Reakciói[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Hidrolízis[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A xenon-hexafluorid hidrolízise többlépcsős, melynek végterméke xenon-trioxid:[5]

XeF6 + H2O → XeOF4 + 2 HF
XeOF4 + H2O → XeO2F2 + 2 HF
XeO2F2 + H2O → XeO3 + 2 HF

Az XeF6 Lewis-savként viselkedik, egy vagy két fluorid aniont tud megkötni:

XeF6 + FXeF7
XeF7 + FXeF2−8

Oktafluoroxenátok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az oktafluoroxenát(VI) anion sói (XeF82‒) nagyon stabilak, csak 400 °C fölött bomlanak el.[6][7][8] Ez az anion - a nitrozónium sójának, a nitrozónium-oktafluoroxenát(VI) (NO)2XeF8 egykristály röntgendiffrakciós vizsgálata alapján - négyzetes antiprizmás geometriájú.[9] A nátrium és a kálium sói közvetlenül a nátrium-fluoridból és a kálium-fluoridból alakulnak ki.[8]

2 NaF + XeF6Na2XeF8
2 KF + XeF6K2XeF8

Ezek termikusan kevésbé stabilak, mint a cézium és a rubídium sók, melyek előállításában az első lépés a heptafluoroxenát-sók létrehozása:

CsF + XeF6CsXeF7
RbF + XeF6RbXeF7

Ezeket azután a sárga[10] oktafluoroxenát sók előállításához rendre 50°C-on, illetve 20°C-on pirolizálják:[6][7][8]

2 CsXeF7Cs2XeF8 + XeF6
2 RbXeF7Rb2XeF8 + XeF6

Ezek a sók vízben hidrolizálva különböző xenon és oxigén tartalmú vegyületeket képeznek.[8]

A xenon másik két biner fluorvegyülete nem képez ilyen stabil adduktumokat fluorid ionokkal.

Fluorid akceptorokkal[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A XeF6 erős fluorid akceptorokkal reakcióba lép. Ilyen például a RuF5[4] és a BrF3·AuF3[11], ezekkel kémiai reakció során XeF+5 kation jön létre:

XeF6 + RuF5XeF+5RuF6
XeF6 + BrF3·AuF3XeF+5AuF4 + BrF3

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Xenon hexafluoride című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

  1. Melita Tramšek (2006. December). „Synthesis, Properties and Chemistry of Xenon(II) Fluoride”. Acta Chim. Slov. 53 (2), 105-116. o.  
  2. Seppelt, Konrad (1979. June). „Recent Developments in the Chemistry of Some Electronegative Elements”. Accounts of Chemical Research 12 (6), 211–216. o. DOI:10.1021/ar50138a004.  
  3. (2006. October) „The structure of xenon hexafluoride in the solid state”. Journal of Fluorine Chemistry 127 (10), 1415–1422. o. DOI:10.1016/j.jfluchem.2006.04.014. ISSN 0022-1139.  
  4. ^ a b James E. House. Inorganic Chemistry. Academic Press (2008). ISBN 0123567866 
  5. Appelman, E. H., and J. G. Malm (1964. June). „Hydrolysis of Xenon Hexafluoride and the Aqueous Solution Chemistry of Xenon”. Journal of the American Chemical Society 86 (11), 2141–2148. o. DOI:10.1021/ja01065a009.  
  6. ^ a b Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press (2001). ISBN 0-12-352651-5 
  7. ^ a b Anorganische Chemie, 7th, Walter de Gruyter (2007). ISBN 3110189038 
  8. ^ a b c d Comprehensive Inorganic Chemistry. New Age International (2004). ISBN 8122415121 
  9. (1971. Sep) „Antiprismatic Coordination about Xenon: the Structure of Nitrosonium Octafluoroxenate(VI)”. Science 173 (4003), 1238–1239. o. DOI:10.1126/science.173.4003.1238. ISSN 0036-8075. PMID 17775218.  
  10. "Xenon". Encyclopaedia Britannica. (1995). Encyclopaedia Britannica Inc.. 
  11. Cotton. Advanced Inorganic Chemistry, 6th, Wiley-India (2007). ISBN 8126513381 

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]