Гексафторид ксенона
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
| Гексафторид ксенона | |
 |
|
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | Фторид ксенона(VI) |
| Химическая формула | XeF6 |
| Отн. молек. масса | 245 а. е. м. |
| Физические свойства | |
| Плотность вещества | 3,56 г/см³ |
| Состояние (ст. усл.) | бесцветные кристаллы |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | 49,25 °C |
| Температура кипения | 75,6 °C |
| Классификация | |
| номер CAS | 13693-09-9 |
Гексафтори́д ксено́на — соединение ксенона с фтором, представляющее собой при комнатной температуре бесцветные кристаллы. Обладает чрезвычайно высокой химической активностью, агрессивностью.
Содержание |
[править] Физико-химические свойства
| Свойство | Значение[1] |
|---|---|
| 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 |
[править] Получение
- Обычно гексафторид получают длительным нагревом дифторида ксенона (XeF2) при 300 °C под давлением 60 атм:
- 3XeF2 → 2Xe + XeF6
- Однако известный советский учёный академик Легасов впервые в мире осуществил каталитический синтез гексафторида ксенона из простых веществ:
- Xe + 3F2 → XeF6
[править] 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.[2]
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[3] |
[править] Химические свойства
Водой гидролизуется до триоксида ксенона и плавиковой кислоты в три этапа. Все промежуточные продукты гидролиза выделены в индивидуальном состоянии:
- XeF6 + H2O → XeOF4 + 2HF
- XeOF4 + H2O → XeO2F2 + 2HF
- XeO2F2 + H2O → XeO3 + 2 HF
При растворении в жидком фтороводороде происходит частичная диссоциация:
- XeF6 + HF → XeF5+ + HF2-.
Гексафторид ксенона является достаточно сильной кислотой Льюиса. В присутствии фторид-ионов возможно протекание следующих реакций:
- XeF6 + F− → XeF7−
- XeF7− + F− → XeF82−
Например, вещество легко реагирует с фторидами щелочных металлов (кроме LiF):
- XeF6 + RbF → RbXeF7.
Однако при нагревании таких солей выше 50 °C происходит разложение:
- 2RbXeF7 → XeF6 + Rb2XeF8.
Соединения состава M2XeF8 достаточно устойчивы. Например, натриевое производное устойчиво до 100 °C, а цезиевое — до 400 °C.
С фторидами менне активных элементов гексафторид ксенона образует двойные соли[4], которые впервые получили еще в 1967 году. Например, были получены 4XeF6·GeF4, 2XeF6·GeF4 and 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.[5]
Также были сообщения о получении высшего фторида XeF8 из XeF6 и F2, однако эти данные не подтвердились.
[править] Применение
- Гексафторид ксенона — мощный фторирующий агент.
- Возможно применение в качестве окислителя ракетного топлива.
- Перспективным является применение гексафторида ксенона как взрывчатого вещества, так как вещество является достаточно бризантным, а по силе детонации схоже с тротилом.
[править] Примечания
- ↑ Физико-химические данные о соединении
- ↑ The structure of xenon hexafluoride in the solid state. Journal of Fluorine Chemistry Volume 127, Issue 10, Pages 1415—1422
- ↑ Xenon Hexafluoride: Structural Crystallography of Tetrameric Phases R.D. Burbank, G. R. Jones. Science Vol. 171. №. 3970, pp. 485—487
- ↑ Изучение системы XeF6-GeF4 и XeF6-SiF4
- ↑ Xenon Hexafluoride Complexes. Science. Vol. 144. no. 3618, p. 537
[править] См. также
[править] 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.
