Фторид ксенона(VI)

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

Гексафтори́д ксено́на — XeFШаблон:Sub, бинарное неорганическое химическое соединение ксенона с фтором, представляющее собой при комнатной температуре бесцветные кристаллы. Формально является высшим фторидом ксенона. Обладает чрезвычайно высокой химической активностью и агрессивностью.

Физико-химические свойства

Свойство	Значение
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

Получение

• Обычно гексафторид получают длительным нагревом дифторида ксенона (XeF₂) при 300 °C под давлением 60 атм( в качестве катализатора используется фторид никеля):

$\mathrm{𝟥}𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖷𝖾\mathsf{+}𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}$

• Однако известный советский учёный академик Легасов впервые в мире осуществил каталитический синтез гексафторида ксенона из простых веществ:

$𝖷𝖾\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}$

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.

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

Химические свойства

Водой бурно гидролизуется до триоксида ксенона и плавиковой кислоты в три этапа. Все промежуточные продукты гидролиза выделены в индивидуальном состоянии:

$𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }𝖷𝖾𝖮{𝖥}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖥$

$𝖷𝖾𝖮{𝖥}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }𝖷𝖾{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖥$

$𝖷𝖾{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{𝖥}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }𝖷𝖾{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖥$

При растворении в жидком фтороводороде происходит частичная диссоциация:

$𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{+}𝖧𝖥\mathsf{\rightleftarrows }𝖷𝖾F_{\mathrm{𝟧}}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}𝖧F_{\mathrm{𝟤}}^{\mathsf{-}}$

Гексафторид ксенона является достаточно сильной кислотой Льюиса. В присутствии фторид-ионов возможно протекание следующих реакций:

$𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{+}{𝖥}^{\mathsf{-}}\mathsf{\to }\mathsf{[}𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{-}}$

$\mathsf{[}𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖥}^{\mathsf{-}}\mathsf{\to }\mathsf{[}𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟪}}{\mathsf{]}}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{-}}$

Например, вещество легко реагирует с фторидами щелочных металлов (кроме LiF):

$𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{+}𝖱𝖻𝖥\mathsf{\to }𝖱𝖻\mathsf{[}𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{]}$

Однако при нагревании таких солей выше 50 °C происходит разложение:

$\mathrm{𝟤}𝖱𝖻𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{\to }𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{+}𝖱{𝖻}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{[}𝖷𝖾{𝖥}_{\mathrm{𝟪}}\mathsf{]}$

Соединения состава M₂XeF₈ достаточно устойчивы. Например, натриевое производное устойчиво до 100 °C, а цезиевое — до 400 °C.

С фторидами менее активных элементов гексафторид ксенона образует двойные соли, которые впервые получили ещё в 1967 году. Например, были получены 4XeF₆·GeF₄, 2XeF₆·GeF₄ и 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.

Также были сообщения о получении высшего фторида XeF₈ из XeF₆ и F₂, однако эти данные не подтвердились. Существование октафторида ксенона не возможно из-за размера атома ксенона: атомы фтора были бы очень близко расположены относительно друг друга, и сила отталкивания одноименных зарядов была бы больше энергии связи Xe-F.

Применение

• Гексафторид ксенона — мощный фторирующий агент.
• Возможно применение в качестве окислителя ракетного топлива.

Биологическая роль и токсичность

Фторид ксенона(VI) XeFШаблон:Sub (гексафторид ксенона) очень ядовит, сильный окислитель. Предельно допустимая концентрация фторида ксенона(VI) составляет не более 0,05 мг/м³.

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.