六氟化氙
| 六氟化氙 | |||
|---|---|---|---|
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| IUPAC名 Xenon hexafluoride | |||
| 别名 | 氟化氙(VI) | ||
| 识别 | |||
| CAS号 | 13693-09-9 
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| PubChem | 139546 | ||
| SMILES |
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| 性质 | |||
| 化学式 | XeF6 | ||
| 摩尔质量 | 245.28 g·mol⁻¹ | ||
| 密度 | 3.56 g/cm3 | ||
| 熔点 | 49.25 °C | ||
| 沸点 | 75.6 °C | ||
| 溶解性（水） | 与水反应 | ||
| 结构 | |||
| 分子构型 | 變形八面體 | ||
| 热力学 | |||
| ΔfHm⦵298K | −294 kJ·mol−1[1] | ||
| 相关物质 | |||
| 其他阴离子 | 三氧化氙 | ||
| 相关化学品 | 二氟化氙、四氟化氙 | ||
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
六氟化氙（化学式：XeF6）是稀有气体氙的三种氟化物之一，另外两种是XeF2 和 XeF4。XeF6是这三种氟化氙里，氟化性最强的。它在室温下为稳定的无色晶体，会升华成黄色蒸汽。
制备
[编辑]六氟化氙可由二氟化氙在300°C和6MPa下长期与氟气加热得到。反应使用NiF
2 作为催化剂。不过，在 120 °C 时，氙-氟的摩尔比例为 1:5时仍可进行反应。[2][3]
结构
[编辑]XeF6结构的确定颇费了一些时间。气态时的六氟化氙为单分子，采取略畸变的八面体结构，能迅速发生分子重排，存在着几种电子排列的异构体。进一步计算表明，该分子的点群为C3v，但计算结果也说明Oh点群只是略高一些。[4]稀有气体和氟化学权威Konrad Seppelt认为，对结构最好的描述是一对电子在八面体的面和角上移动，因此造成了动力学的变形。[5]固态时，六氟化氙为四聚体，四个等同的氙处于四面体的顶点，24个氟位于外围，可以发生相互交换。
六种XeF
6的同质异形体是已知的，[6] 其中一种还包含 XeF+
5 离子和桥接配体 F−
离子。[7]
反应
[编辑]水解反应
[编辑]- XeF6 + H2O → XeOF4 + 2 HF
- XeOF4 + H2O → XeO2F2 + 2 HF
- XeO2F2 + H2O → XeO3 + 2 HF
- XeF6 + F− → XeF7−
- XeF7− + F− → XeF82−
八氟合氙(VI)酸盐
[编辑]六氟化氙与氟化铷生成的加合物Rb2XeF8非常稳定，400°C以上才分解。[9]氙的另外两个常见氟化物，二氟化氙和四氟化氙不与氟离子生成稳定的路易斯酸碱加合物。
八氟合氙(VI)酸盐(XeF2−
8)很稳定， 400 °C以上才分解。[10][11][12] 这个阴离子的结构是四方反棱柱，是从它的亚硝酰盐，(NO)
2XeF
8测量的。[13] 它的钠盐和钾盐可以由氟化钠和氟化钾直接和六氟化氙化合而成：[12]
- 2 NaF + XeF
6 → Na
2XeF
8 - 2 KF + XeF
6 → K
2XeF
8
它们的稳定性比对应的铯盐和铷盐低，而这些重碱金属氟化物和六氟化氙的反应是先形成七氟合氙(VI)酸盐：
- CsF + XeF
6 → CsXeF
7 - RbF + XeF
6 → RbXeF
7
它们会分别在 50 °C 和 20 °C下分解，形成黄色的[14] 八氟合氙(VI)酸盐：[10][11][12]
- 2 CsXeF
7 → Cs
2XeF
8 + XeF
6 - 2 RbXeF
7 → Rb
2XeF
8 + XeF
6
八氟合氙(VI)酸盐会水解，形成各种氙化合物和氧化合物。[12]
和氟离子接收剂的反应
[编辑]XeF
6 会和强氟离子接收剂，如： RuF
5[7] 和 BrF
3·AuF
3[15] 反应，形成 XeF+
5 阳离子：
- XeF
6 + RuF
5 → XeF+
5RuF−
6
- XeF
6 + BrF
3·AuF
3 → XeF+
5AuF−
4 + BrF
3
参考资料
[编辑]- ^ Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
- ^ 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. （原始内容存档 (PDF)于2013-05-12）.
- ^ Chernic, C. L.; Malm, J. G. Xenon Hexafluoride. Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses VIII. 2007: 258–260. ISBN 9780470132395. doi:10.1002/9780470132395.ch68.
- ^ 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.
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- ^ 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.
- ^ 7.0 7.1 James E. House. Inorganic Chemistry
. Academic Press. 2008: 569. ISBN 978-0-12-356786-4.
- ^ 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.
- ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
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- ^ 11.0 11.1 Riedel, Erwin; Janiak, Christoph. Anorganische Chemie 7th. Walter de Gruyter. 2007: 393. ISBN 978-3-11-018903-2.
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- ^ 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.
- ^ Xenon. Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Inc. 1995.
- ^ Cotton. Advanced Inorganic Chemistry 6th. Wiley-India. 2007: 591. ISBN 978-81-265-1338-3.