六氟化氙
| 六氟化氙 | |||
|---|---|---|---|
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| IUPAC名 Xenon hexafluoride | |||
| 別名 | 氟化氙(VI) | ||
| 識別 | |||
| CAS編號 | 13693-09-9 
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| PubChem | 139546 | ||
| SMILES |
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| 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（水） | 與水反應 | ||
| 結構 | |||
| 分子構型 | 變形八面體 | ||
| 熱力學 | |||
| ΔfHm⦵298K | −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）是惰性氣體氙的三種氟化物之一，另外兩種是XeF2 和 XeF4。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
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
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的頂點，24個氟位於外圍，可以發生相互交換。
六種XeF
6的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
水解反應
- 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)酸鹽
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，二氟化氙和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)
2XeF
8測量的。[13] 它的鈉鹽和鉀鹽可以由氟化鈉和氟化鉀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
它們的穩定性比對應的銫鹽和銣鹽低，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
2XeF
8 + XeF
6 - 2 RbXeF
7 → Rb
2XeF
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
XeF
6 會和強氟離子接收劑，如： RuF
5[7] 和 BrF
3·AuF
3[15] 反應，形成 XeF+
5 陽離子：
- XeF
6 + RuF
5 → XeF+
5RuF−
6
- XeF
6 + BrF
3·AuF
3 → XeF+
5AuF−
4 + BrF
3
參考資料
- ^ 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. （原始內容存檔 (PDF)於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.
- ^ 12.0 12.1 12.2 12.3 Chandra, Sulekh. Comprehensive Inorganic Chemistry. New Age International. 2004: 308. ISBN 81-224-1512-1.
- ^ 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.
