六氟化氙

六氟化氙
Structural formula
Space-filling model
IUPAC名
Xenon hexafluoride
别名 氟化氙(VI)
识别
CAS号 13693-09-9  checkY
PubChem 139546
SMILES
 
  • F[Xe](F)(F)(F)(F)F
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

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

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

水解反应

六氟化氙分多步水解，最终产物是三氧化氙：[8]

XeF6 + H2O → XeOF4 + 2 HF
XeOF4 + H2O → XeO2F2 + 2 HF
XeO2F2 + H2O → XeO3 + 2 HF

XeF6可作路易斯酸与一个或两个氟离子反应生成配离子：

XeF6 + F− → XeF7−
XeF7− + F− → XeF82−

八氟合氙(VI)酸盐

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

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

  1. ^ Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A23. ISBN 978-0-618-94690-7. 
  2. ^ 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）. 
  3. ^ Chernic, C. L.; Malm, J. G. Xenon Hexafluoride. Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses VIII. 2007: 258–260. ISBN 9780470132395. doi:10.1002/9780470132395.ch68. 
  4. ^ 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. 
  5. ^ 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. 
  6. ^ 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. ^ 7.0 7.1 James E. House. Inorganic Chemistry有限度免费查阅，超限则需付费订阅. Academic Press. 2008: 569. ISBN 978-0-12-356786-4. 
  8. ^ 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. 
  9. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  10. ^ 10.0 10.1 Holleman, A. F.; Wiberg, E. Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. 2001. ISBN 0-12-352651-5. 
  11. ^ 11.0 11.1 Riedel, Erwin; Janiak, Christoph. Anorganische Chemie有限度免费查阅，超限则需付费订阅 7th. Walter de Gruyter. 2007: 393. ISBN 978-3-11-018903-2. 
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 12.3 Chandra, Sulekh. Comprehensive Inorganic Chemistry. New Age International. 2004: 308. ISBN 81-224-1512-1. 
  13. ^ 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. 
  14. ^ Xenon. Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Inc. 1995. 
  15. ^ Cotton. Advanced Inorganic Chemistry 6th. Wiley-India. 2007: 591. ISBN 978-81-265-1338-3. 

外部链接