Xenon-hexafluorid
| Xenon-hexafluorid | |||
 |
| ||
| 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 standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |||
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 fluorozószer a XeF6. Szobahőmérsékleten színtelen szilárd anyag, könnyen szublimál, gőzei sárga színűek.
Előállítása
[szerkesztés]A xenon-hexafluorid előállítható, ha XeF2-ot 6 MPa nyomáson, mintegy 300 °C hőmérsékleten hosszú ideig melegítünk.
NiF2 katalizátorral a folyamat 120 fokon is végbemegy, akár már 1:5 xenon-fluor mólarány esetén is.[1]
Felépítése
[szerkesztés]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.[forrás?]
A XeF6 6 különböző alakban kristályosodik ki,[3] melyek közül az egyikben XeF+5 ionok és F− hidak találhatók.[4]
Reakciói
[szerkesztés]Hidrolízis
[szerkesztés]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 + F− → XeF−7
- XeF−7 + F− → XeF2−8
Oktafluoroxenátok
[szerkesztés]Az oktafluoroxenát(VI) anion sói (XeF2−8) 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 + XeF6 → Na2XeF8
- 2 KF + XeF6 → K2XeF8
Ezek termikusan kevésbé stabilak, mint a cézium és a rubídium sók, melyek előállításában az első lépés a heptafluoroxenát-sók létrehozása:
- CsF + XeF6 → CsXeF7
- RbF + XeF6 → RbXeF7
Ezeket azután a sárga[10] oktafluoroxenát sók előállításához rendre 50 °C-on, illetve 20 °C-on pirolizálják:[6][7][8]
- 2 CsXeF7 → Cs2XeF8 + XeF6
- 2 RbXeF7 → Rb2XeF8 + 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]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 + RuF5 → XeF+5RuF−6
- XeF6 + BrF3·AuF3 → XeF+5AuF−4 + BrF3
Fordítás
[szerkesztés]- 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. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ Melita Tramšek (2006. December). „Synthesis, Properties and Chemistry of Xenon(II) Fluoride”. Acta Chim. Slov. 53 (2), 105-116. o. [2013. május 12-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. augusztus 6.)
- ↑ 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.
- ↑ (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.
- ↑ a b James E. House. Inorganic Chemistry. Academic Press, 569. o. (2008). ISBN 0123567866
- ↑ 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.
- ↑ a b Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press (2001). ISBN 0-12-352651-5
- ↑ a b Anorganische Chemie, 7th, Walter de Gruyter, 393. o. (2007). ISBN 3110189038
- ↑ a b c d Comprehensive Inorganic Chemistry. New Age International, 308. o. (2004). ISBN 8122415121
- ↑ (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.
- ↑ Xenon, Encyclopaedia Britannica. Encyclopaedia Britannica Inc. (1995)
- ↑ Cotton. Advanced Inorganic Chemistry, 6th, Wiley-India, 591. o. (2007). ISBN 8126513381
