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六氟化氙

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六氟化氙
Structural formula
Space-filling model
IUPAC名
Xenon hexafluoride
別名 氟化氙(VI)
識別
CAS編號 13693-09-9  checkY
PubChem 139546
SMILES
 
  • F[Xe](F)(F)(F)(F)F
性質
化學式 XeF6
莫耳質量 245.28 g·mol⁻¹
密度 3.56 g/cm3
熔點 49.25 °C
沸點 75.6 °C
溶解性 與水反應
結構
分子構型 變形八面體
熱力學
ΔfHm298K −294 kJ·mol−1[1]
相關物質
其他陰離子 三氧化氙
相關化學品 二氟化氙四氟化氙
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

六氟化氙化學式XeF6)是惰性氣體的三種氟化物之一,另外兩種是XeF2XeF4。XeF6是這三種氟化氙里,氟化性最強的。它在室溫下為穩定的無色晶體,會升華成黃色蒸汽。

製備

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六氟化氙可由二氟化氙在300°C和6MPa下長期與氟氣加熱得到。反應使用NiF
2
作為催化劑。不過,在 120 °C 時,氙-氟的莫耳比例為 1:5時仍可進行反應。[2][3]

結構

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XeF6結構的確定頗費了一些時間。氣態時的六氟化氙為單分子,採取略畸變的八面體結構,能迅速發生分子重排,存在著幾種電子排列的異構物。進一步計算表明,該分子的點群為C3v,但計算結果也說明Oh點群只是略高一些。[4]惰性氣體和氟化學權威Konrad Seppelt認為,對結構最好的描述是一對電子在八面體的面和角上移動,因此造成了動力學的變形。[5]固態時,六氟化氙為四聚體,四個等同的氙處於四面體頂點,24個氟位於外圍,可以發生相互交換。

六種XeF
6
同質異形體是已知的,[6] 其中一種還包含 XeF+
5
離子和橋接配位基 F
離子。[7]

反應

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水解反應

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六氟化氙分多步水解,最終產物是三氧化氙[8]

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

XeF6可作路易斯酸與一個或兩個氟離子反應生成錯離子

XeF6 + F → XeF7
XeF7 + F → XeF82−

八氟合氙(VI)酸鹽

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六氟化氙與氟化銣生成的加合物Rb2XeF8非常穩定,400°C以上才分解。[9]氙的另外兩個常見氟化物,二氟化氙四氟化氙不與氟離子生成穩定的路易斯酸鹼加合物

八氟合氙(VI)酸鹽(XeF2−
8
)
很穩定, 400 °C以上才分解。[10][11][12] 這個陰離子的結構是四方反稜柱,是從它的亞硝醯鹽,(NO)
2
XeF
8
測量的。[13] 它的鈉鹽和鉀鹽可以由氟化鈉氟化鉀直接和六氟化氙化合而成:[12]

2 NaF + XeF
6
Na
2
XeF
8
2 KF + XeF
6
K
2
XeF
8

它們的穩定性比對應的鹽和鹽低,而這些重鹼金屬氟化物和六氟化氙的反應是先形成七氟合氙(VI)酸鹽:

CsF + XeF
6
CsXeF
7
RbF + XeF
6
RbXeF
7

它們會分別在 50 °C 和 20 °C下分解,形成黃色的[14] 八氟合氙(VI)酸鹽:[10][11][12]

2 CsXeF
7
Cs
2
XeF
8
+ XeF
6
2 RbXeF
7
Rb
2
XeF
8
+ XeF
6

八氟合氙(VI)酸鹽會水解,形成各種氙化合物和氧化合物。[12]

和氟離子接收劑的反應

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XeF
6
會和強氟離子接收劑,如: RuF
5
[7]BrF
3
·AuF
3
[15] 反應,形成 XeF+
5
陽離子:

XeF
6
+ RuF
5
→ XeF+
5
RuF
6
XeF
6
+ BrF
3
·AuF
3
→ XeF+
5
AuF
4
+ BrF
3

參考資料

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  1. ^ Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A23. ISBN 978-0-618-94690-7. 
  2. ^ Melita Tramšek; Boris Žemva. Synthesis, Properties and Chemistry of Xenon(II) Fluoride (PDF). Acta Chim. Slov. December 5, 2006, 53 (2): 105–116 [2020-11-05]. doi:10.1002/chin.200721209. (原始內容存檔 (PDF)於2013-05-12). 
  3. ^ Chernic, C. L.; Malm, J. G. Xenon Hexafluoride. Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses VIII. 2007: 258–260. ISBN 9780470132395. doi:10.1002/9780470132395.ch68. 
  4. ^ Seppelt, Konrad. Recent Developments in the Chemistry of Some Electronegative Elements. Accounts of Chemical Research. June 1979, 12 (6): 211–216. doi:10.1021/ar50138a004. 
  5. ^ Seppelt, Konrad. Recent Developments in the Chemistry of Some Electronegative Elements. Accounts of Chemical Research. June 1979, 12 (6): 211–216. doi:10.1021/ar50138a004. 
  6. ^ Hoyer, S.; Emmler, K.; Seppelt, T. The structure of xenon hexafluoride in the solid state. Journal of Fluorine Chemistry. October 2006, 127 (10): 1415–1422. ISSN 0022-1139. doi:10.1016/j.jfluchem.2006.04.014. 
  7. ^ 7.0 7.1 James E. House. Inorganic Chemistry有限度免費查閱,超限則需付費訂閱. Academic Press. 2008: 569. ISBN 978-0-12-356786-4. 
  8. ^ Appelman, E. H.; and J. G. Malm. Hydrolysis of Xenon Hexafluoride and the Aqueous Solution Chemistry of Xenon. Journal of the American Chemical Society. June 1964, 86 (11): 2141–2148. doi:10.1021/ja01065a009. 
  9. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  10. ^ 10.0 10.1 Holleman, A. F.; Wiberg, E. Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. 2001. ISBN 0-12-352651-5. 
  11. ^ 11.0 11.1 Riedel, Erwin; Janiak, Christoph. Anorganische Chemie有限度免費查閱,超限則需付費訂閱 7th. Walter de Gruyter. 2007: 393. ISBN 978-3-11-018903-2. 
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 12.3 Chandra, Sulekh. Comprehensive Inorganic Chemistry. New Age International. 2004: 308. ISBN 81-224-1512-1. 
  13. ^ Peterson, W.; Holloway, H.; Coyle, A.; Williams, M. Antiprismatic Coordination about Xenon: the Structure of Nitrosonium Octafluoroxenate(VI). Science. September 1971, 173 (4003): 1238–1239. Bibcode:1971Sci...173.1238P. ISSN 0036-8075. PMID 17775218. doi:10.1126/science.173.4003.1238. 
  14. ^ Xenon. Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Inc. 1995. 
  15. ^ Cotton. Advanced Inorganic Chemistry 6th. Wiley-India. 2007: 591. ISBN 978-81-265-1338-3. 

外部連結

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