✖


Jump to content

Соединения ксенона

Add links

Соединения ксенона — это соединения, содержащие элемент ксенон (Xe). После открытия Нилом Бартлеттом в 1962 году того, что ксенон может образовывать химические соединения, было обнаружено и описано большое количество соединений ксенона. Почти все известные соединения ксенона содержат электроотрицательные атомы фтора или кислорода. Химический состав ксенона в каждой степени окисления аналогичен химическому составу соседнего элемента йода в более низкой степени окисления. [ 1 ]

Галогениды

[ редактировать ]
Модель плоской химической молекулы с синим центральным атомом (Xe), симметрично связанным с четырьмя периферийными атомами (фтора).
Тетрафторид ксенона
Многие кубические прозрачные кристаллы в чашке Петри.
XeF 4 , 1962 г. Кристаллы

три фторида Известны : XeF.
2 , ХеФ
4 и XeF
6 . Предполагается, что XeF нестабильен. [ 2 ] Это отправные точки для синтеза почти всех соединений ксенона.

Твердый кристаллический дифторид XeF.
2 смесь газов фтора и ксенона. образуется при воздействии ультрафиолетового света на [ 3 ] Ультрафиолетовой составляющей обычного дневного света вполне достаточно. [ 4 ] Длительный нагрев XeF
2 при высоких температурах под NiF
2 катализатор дает XeF
6 . [ 5 ] Пиролиз XeF
6 в присутствии NaF высокой чистоты дает XeF
4 . [ 6 ]

Фториды ксенона ведут себя как акцепторы фторида, так и доноры фторида, образуя соли, содержащие такие катионы, как XeF. +
и Ксе
22F +
3 и анионы, такие как XeF −
5 , ХеФ −
7 и XeF 2−
8 . Зеленый парамагнитный Xe. +
2 образуется за счет восстановления XeF
2 газом ксеноном. [ 1 ]

XeF
2 также образует координационные комплексы с ионами переходных металлов. Синтезировано и охарактеризовано более 30 таких комплексов. [ 5 ]

В то время как фториды ксенона хорошо охарактеризованы, другие галогениды - нет. Дихлорид ксенона , образующийся в результате высокочастотного облучения смеси ксенона, фтора и кремния или четыреххлористого углерода , [ 7 ] Сообщается, что это эндотермическое бесцветное кристаллическое соединение, которое разлагается на элементы при 80 ° C. Однако XeCl
2 может быть просто молекулой Ван-дер-Ваальса из слабосвязанных атомов Xe и Cl
2 молекулы, а не настоящее соединение. [ 8 ] Теоретические расчеты показывают, что линейная молекула XeCl
2 менее стабилен, чем комплекс Ван-дер-Ваальса. [ 9 ] Тетрахлорид ксенона и дибромид ксенона более нестабильны, поэтому их нельзя синтезировать химическими реакциями. Они возникли в результате радиоактивного распада 129
ICl −
4 и 129
ИБр −
2 соответственно. [ 10 ] [ 11 ]

Оксиды и оксогалогениды

[ редактировать ]

Известны три оксида ксенона: триоксид ксенона ( XeO
3 ) и четырехокись ксенона ( XeO
4 ), оба из которых являются взрывоопасными и мощными окислителями, и диоксид ксенона (XeO 2 ), о котором сообщалось в 2011 году с координационным числом четыре. [ 12 ] XeO 2 образуется при выливании тетрафторида ксенона на лед. Его кристаллическая структура может позволить ему заменять кремний в силикатных минералах. [ 13 ] XeOO + Катион был идентифицирован методом инфракрасной спектроскопии в твердом аргоне . [ 14 ]

Ксенон не реагирует напрямую с кислородом; триоксид образуется при гидролизе XeF
6 : [ 15 ]

XeF
6 + 3 ч
2 О → ХеО
3 + 6 ВЧ

КсеО
3 слабокислый, растворяется в щелочи с образованием нестабильных ксенатных солей, содержащих HXeO. −
4 анион. Эти нестабильные соли легко диспропорционируются на газообразный ксенон и соли перксената , содержащие XeO. 4−
6 анион. [ 16 ]

Перксенат бария при обработке концентрированной серной кислотой дает газообразный четырехокись ксенона: [ 7 ]

Нет
2 КсеО
6 + 2 ч.
2 ТАК
4 → 2 БаSO
4 + 2 часа
2 О + КсеО
4

Чтобы предотвратить разложение, образовавшийся таким образом четырехокись ксенона быстро охлаждают до бледно-желтого твердого вещества. При температуре выше -35,9 ° C он взрывается с образованием ксенона и газообразного кислорода, но в остальном стабилен.

Известен ряд оксифторидов ксенона, в том числе XeOF.
2 , КсеОФ
4 , КсеО
22F
2 и XeO
33F
2 . XeOF
2 образуется в результате реакции OF
2 с ксеноном при низких температурах. Его также можно получить частичным гидролизом XeF.
4 . При -20 ° C он диспропорционируется с образованием XeF .
2 и XeO
22F
2 . [ 17 ] XeOF
4 образуется в результате частичного гидролиза XeF
6 ... [ 18 ]

XeF
6 + Ч
2 О → XeOF
4 + 2 ВЧ

...или реакция XeF
6 с перксенатом натрия, Na
4 КсеО
6 . Последняя реакция также дает небольшое количество XeO.
33F
2 .

КсеО
22F
2 также образуется при частичном гидролизе XeF
6 . [ 19 ]

XeF
6 + 2 ч.
2 О → ХеО
22F
2 + 4 ВЧ

XeOF
4 реагирует с CsF с образованием XeOF. −
5 анион, [ 17 ] [ 20 ] в то время как XeOF 3 реагирует с фторидами щелочных металлов KF , RbF и CsF с образованием XeOF −
4 анион. [ 21 ]

Другие соединения

[ редактировать ]

Ксенон может быть напрямую связан с менее электроотрицательным элементом, чем фтор или кислород, особенно с углеродом . [ 22 ] Электроноакцепторные группы, например группы с фторзамещением, необходимы для стабилизации этих соединений. [ 16 ] Было охарактеризовано множество таких соединений, в том числе: [ 17 ] [ 23 ]

  • С
    6     Ф
    5     – Транспортное средство +
    –N≡C–CH
    3     , где C 6 F 5 представляет собой пентафторфенильную группу.
  • [С
    6     Ф
    5     ]
    2     транспортных средства
  • С
    6     Ф
    5     –Xe–C≡N
  • С
    6     Ф
    5     –Xe–F
  • С
    6     Ф
    5     –Xe–Cl
  • С
    2    2F
    5     –C≡C–Xe +
  • [CH
    3     ]
    3     C–C≡C–Xe +
  • С
    6     Ф
    5     -начальник +
    2
  • (С
    6     Ф
    5     Хе)
    2     кл. +

Другие соединения, содержащие ксенон, связанный с менее электроотрицательным элементом, включают F – Xe – N (SO
2F )
2 и F–Xe–BF
2 . синтезируется из диоксигенилтетрафторбората O Последний
22БФ
4 и -100 °С. [ 17 ] [ 24 ]

Необычным ионом, содержащим ксенон, является тетраксенонозолота(II) катион AuXe. 2+
4 , содержащий связи Xe–Au. [ 25 ] Этот ион встречается в соединении AuXe
4 (Сб
22F
11 )
2 , и примечателен наличием прямых химических связей между двумя заведомо нереакционноспособными атомами, ксеноном и золотом , причем ксенон действует как лиганд переходного металла. Аналогичный ртутный комплекс (HgXe)(Sb 3 F 17 ) (формулированный как [HgXe 2+ ][Сб 2 Ф 11 – ][СбФ 6 – ]) также известен. [ 26 ]

Соединение Xe
2 сбн
22F
11 содержит связь Xe-Xe, самую длинную из известных связей элемент-элемент (308,71 пм = 3,0871 Å ). [ 27 ]

В 1995 году М. Рясянен с сотрудниками, учеными Хельсинкского университета в Финляндии , объявили о получении дигидрида ксенона (HXeH), а позднее гидрид-гидроксида ксенона (HXeOH), гидроксиноацетилена (HXeCCH) и других ксенонсодержащих молекулы. [ 28 ] В 2008 году Хрящев и др. сообщили о получении HXeOXeH путем фотолиза воды в криогенной матрице ксенона. [ 29 ] дейтерированные молекулы HXeOD и DXeOH. Также были получены [ 30 ]

Клатраты и эксимеры

[ редактировать ]
См. Также: Эксимерный лазер.

Помимо соединений, в которых ксенон образует химическую связь , ксенон может образовывать клатраты — вещества, в которых атомы или пары ксенона захватываются кристаллической решеткой другого соединения. Одним из примеров является гидрат ксенона (Xe· 5 + 3/4 . O ) H 2 , где атомы ксенона занимают вакансии в решетке молекул воды [ 31 ] Этот клатрат имеет температуру плавления 24 ° C. [ 32 ] версия Также была произведена дейтерированная этого гидрата. [ 33 ] Другой пример — гидрид ксенона (Xe(H 2 ) 8 ), в котором пары ксенона ( димеры ) захвачены внутри твердого водорода . [ 34 ] Такие клатратные гидраты могут встречаться в природе в условиях высокого давления, например, в озере Восток под антарктическим ледниковым покровом. [ 35 ] Образование клатрата можно использовать для фракционной перегонки ксенона, аргона и криптона. [ 36 ]

Ксенон также может образовывать эндоэдральные соединения фуллерена, где атом ксенона захвачен внутри молекулы фуллерена . Атом ксенона, захваченный в фуллерене, можно наблюдать методом 129 Хе- спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Благодаря чувствительному химическому сдвигу атома ксенона в его окружение можно анализировать химические реакции на молекуле фуллерена. Однако эти наблюдения не лишены оговорок, поскольку атом ксенона оказывает электронное влияние на реакционную способность фуллерена. [ 37 ]

Когда атомы ксенона находятся в основном энергетическом состоянии , они отталкивают друг друга и не образуют связи. Однако когда атомы ксенона становятся возбужденными, они могут образовывать эксимер (возбужденный димер), пока электроны не вернутся в основное состояние . Эта сущность образуется потому, что атом ксенона стремится завершить внешнюю электронную оболочку , добавляя электрон от соседнего атома ксенона. Типичное время жизни эксимера ксенона составляет 1–5 наносекунд, а при распаде высвобождаются фотоны с длинами волн около 150 и 173 нм . [ 38 ] [ 39 ] Ксенон также может образовывать эксимеры с другими элементами, такими как галогены , бром , хлор и фтор . [ 40 ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б Хардинг, Чарли; Джонсон, Дэвид Артур; Джейнс, Роб (2002). Элементы p блока . Великобритания: Королевское химическое общество. стр. 93–94. ISBN  0-85404-690-9 .
  2. ^ Дин Х Лискоу; Генри Ф. Шефер III; Пол С. Багус; Боуэн Лю (1973). «Вероятное отсутствие монофторида ксенона как химически связанного вещества в газовой фазе». J Am Chem Soc . 95 (12): 4056–57. дои : 10.1021/ja00793a042 .
  3. ^ Уикс, Джеймс Л.; Черник, Седрик; Мэтисон, Макс С. (1962). «Фотохимическое получение дифторида ксенона». Журнал Американского химического общества . 84 (23): 4612–13. дои : 10.1021/ja00882a063 .
  4. ^ Стренг, Л.В.; Стренг, А.Г. (1965). «Образование дифторида ксенона из ксенона и дифторида кислорода или фтора в стекле из пирекса при комнатной температуре». Неорганическая химия . 4 (9): 1370–71. дои : 10.1021/ic50031a035 .
  5. ^ Jump up to: а б Трамшек, Мелита; Жемва, Борис (5 декабря 2006 г.). «Синтез, свойства и химия фторида ксенона (II)». Акта Химика Словеница . 53 (2): 105–16. дои : 10.1002/chin.200721209 .
  6. ^ Огрин, Томаз; Бохинц, Матей; Сильвник, Йозе (1973). «Определение температуры плавления смесей дифторида ксенона и тетрафторида ксенона». Журнал химических и инженерных данных . 18 (4): 402. doi : 10.1021/je60059a014 .
  7. ^ Jump up to: а б Скотт, Томас; Иглсон, Мэри (1994). «Соединения ксенона» . Краткая энциклопедия по химии . Вальтер де Грюйтер . п. 1183. ИСБН  3-11-011451-8 .
  8. ^ Прозерпио, Давиде М.; Хоффманн, Роальд; Янда, Кеннет К. (1991). «Загадка ксенона и хлора: комплекс Ван-дер-Ваальса или линейная молекула?». Журнал Американского химического общества . 113 (19): 7184–89. дои : 10.1021/ja00019a014 .
  9. ^ Ричардсон, Нэнси А.; Холл, Майкл Б. (1993). «Потенциальная энергия поверхности дихлорида ксенона». Журнал физической химии . 97 (42): 10952–54. дои : 10.1021/j100144a009 .
  10. ^ Белл, CF (2013). Синтез и физические исследования неорганических соединений . Эльзевир Наука. п. 143. ИСБН  978-1-48328060-8 .
  11. ^ Кокетт, АХ; Смит, КК; Бартлетт, Н. (2013). Химия одноатомных газов: пергамские тексты по неорганической химии . Эльзевир Наука. п. 292. ИСБН  978-1-48315736-8 .
  12. ^ Брок, Д.С.; Шробильген, Г.Дж. (2011). «Синтез недостающего оксида ксенона, XeO 2 , и его значение для недостающего на Земле ксенона». Журнал Американского химического общества . 133 (16): 6265–9. дои : 10.1021/ja110618g . ПМИД   21341650 .
  13. ^ «Химия: Куда делся ксенон?» . Природа . 471 (7337): 138. 2011. Бибкод : 2011Natur.471T.138. . дои : 10.1038/471138d .
  14. ^ Чжоу, М.; Чжао, Ю.; Гонг, Ю.; Ли, Дж. (2006). «Формирование и характеристика XeOO + Катион в твердом аргоне». Журнал Американского химического общества . 128 (8): 2504–5. doi : 10.1021/ja055650n . PMID   16492012 .
  15. ^ Холлоуэй, Джон Х.; Надежда, Эрик Г. (1998). А. Г. Сайкс (ред.). Достижения в области неорганической химии. Пресса . Академический. п. 65. ИСБН  0-12-023646-Х .
  16. ^ Jump up to: а б Хендерсон, В. (2000). Основная группа химии . Великобритания: Королевское химическое общество . стр. 152–53. ISBN  0-85404-617-8 .
  17. ^ Jump up to: а б с д Маккей, Кеннет Малкольм; Маккей, Розмари Энн; Хендерсон, В. (2002). Введение в современную неорганическую химию (6-е изд.). ЦРК Пресс. стр. 497–501. ISBN  0-7487-6420-8 .
  18. ^ Смит, Д.Ф. (1963). «Оксифторид ксенона». Наука . 140 (3569): 899–900. Бибкод : 1963Sci...140..899S . дои : 10.1126/science.140.3569.899 . ПМИД   17810680 . S2CID   42752536 .
  19. ^ «Элементы блока П». Учебник химии, часть 1 для XII класса (PDF) (изд. Октябрь 2022 г.). НЦЭРТ. 2007. с. 204. ИСБН  9788174506481 .
  20. ^ Кристе, КО; Диксон, Д.А.; Сандерс, JCP; Шробильген, Г.Дж.; Цай, СС; Уилсон, WW (1995). «О структуре [XeOF 5 ] − Анион и гептакоординированные комплексные фториды, содержащие один или два сильноотталкивающих лиганда или стерически активные свободные валентные электронные пары». Inorg. Chem. 34 (7): 1868–1874. doi : 10.1021/ic00111a039 .
  21. ^ Кристе, КО; Шак, CJ; Пилипович, Д. (1972). «Оксид трифторида хлора. V. Комплексообразование с кислотами и основаниями Льюиса». Неорг. хим. 11 (9): 2205–2208. дои : 10.1021/ic50115a044 .
  22. ^ Холлоуэй, Джон Х.; Надежда, Эрик Г. (1998). Достижения неорганической химии . Автор А.Г. Сайкс. Академическая пресса. стр. 61–90. ISBN  0-12-023646-Х .
  23. ^ Фрон, Х.; Тайсен, Майкл (2004). «C 6 F 5 XeF, универсальный исходный материал в химии ксенона и углерода». Журнал химии фтора . 125 (6): 981–988. дои : 10.1016/j.jfluchem.2004.01.019 .
  24. ^ Гетшель, Чарльз Т.; Лоос, Карл Р. (1972). «Реакция ксенона с диоксигенилтетрафторборатом. Получение FXe-BF 2 ». Журнал Американского химического общества . 94 (9): 3018–3021. дои : 10.1021/ja00764a022 .
  25. ^ Ли, Вай-Ки; Чжоу, Гун-Ду; Мак, Томас CW (2008). Гун-Ду Чжоу; Томас К.В. Мак (ред.). Расширенная структурная неорганическая химия . Издательство Оксфордского университета . п. 678. ИСБН  978-0-19-921694-9 .
  26. ^ Хван, Ин-Чул; Зайдель, Стефан; Зеппельт, Конрад (22 сентября 2003 г.). «Ксеноновые комплексы золота(I) и ртути(II) . Angewandte Chemie, международное издание . 42 (36): 4392–4395. дои : 10.1002/anie.200351208 . ISSN   1433-7851 . ПМИД   14502720 .
  27. ^ Ли, Вай-Ки; Чжоу, Гун-Ду; Мак, Томас CW (2008). Расширенная структурная неорганическая химия . Издательство Оксфордского университета. п. 674 . ISBN  978-0-19-921694-9 .
  28. ^ Гербер, РБ (2004). «Образование новых молекул инертных газов в низкотемпературных матрицах». Ежегодный обзор физической химии . 55 (1): 55–78. Бибкод : 2004ARPC...55...55G . doi : 10.1146/annurev.physchem.55.091602.094420 . ПМИД   15117247 .
  29. ^ Хрящев Леонид; Исокоски, Каролина; Коэн, Арик; Рясянен, Маркку; Гербер, Р. Бенни (2008). «Маленькая нейтральная молекула с двумя атомами благородного газа: HXeOXeH». Журнал Американского химического общества . 130 (19): 6114–8. дои : 10.1021/ja077835v . ПМИД   18407641 .
  30. ^ Петтерссон, Мика; Хрящев Леонид; Лунделл, Ян; Рясянен, Маркку (1999). «Химическое соединение, образованное из воды и ксенона: HXeOH». Журнал Американского химического общества . 121 (50): 11904–905. дои : 10.1021/ja9932784 .
  31. ^ Полинг, Л. (1961). «Молекулярная теория общей анестезии». Наука . 134 (3471): 15–21. Бибкод : 1961Sci...134...15P . дои : 10.1126/science.134.3471.15 . ПМИД   13733483 . Перепечатано как Полинг, Лайнус; Камб, Барклай, ред. (2001). Лайнус Полинг: Избранные научные статьи . Том. 2. Ривер Эдж, Нью-Джерси: World Scientific. стр. 1328–34. ISBN  981-02-2940-2 .
  32. ^ Хендерсон, В. (2000). Основная группа химии . Великобритания: Королевское химическое общество. п. 148. ИСБН  0-85404-617-8 .
  33. ^ Икеда, Томоко; Мэй, Синдзи; Ямамуро, Осаму; Мацуо, Такасуке; Икеда, Сусуму; Ибберсон, Ричард М. (23 ноября 2000 г.). «Искажение решетки хозяина в клатратном гидрате в зависимости от молекулы гостя и температуры». Журнал физической химии А. 104 (46): 10623–30. Бибкод : 2000JPCA..10410623I . дои : 10.1021/jp001313j .
  34. ^ Клеппе, Аннетт К.; Амбоаж, Моника; Джефкоат, Эндрю П. (2014). «Новое соединение Ван-дер-Ваальса высокого давления Kr(H 2 ) 4 обнаружено в бинарной системе криптон-водород» . Научные отчеты . 4 : 4989. Бибкод : 2014NatSR...4E4989K . дои : 10.1038/srep04989 .
  35. ^ Маккей, CP; Рука, КП; Доран, ПТ; Андерсен, Д.Т.; Приску, Дж. К. (2003). «Клатратообразование и судьба благородных и биологически полезных газов в озере Восток, Антарктида». Письма о геофизических исследованиях . 30 (13): 35. Бибкод : 2003GeoRL..30.1702M . дои : 10.1029/2003GL017490 . S2CID   20136021 .
  36. ^ Баррер, Р.М.; Стюарт, Висконсин (1957). «Нестехиометрический клатрат воды». Труды Лондонского королевского общества . 243 (1233): 172–89. Бибкод : 1957RSPSA.243..172B . дои : 10.1098/rspa.1957.0213 . S2CID   97577041 .
  37. ^ Фрунзи, Майкл; Кросс, Р. Джеймс; Сондерс, Мартин (2007). «Влияние ксенона на реакции фуллеренов» . Журнал Американского химического общества . 129 (43): 13343–6. дои : 10.1021/ja075568n . ПМИД   17924634 .
  38. ^ Сильфваст, Уильям Томас (2004). Основы лазера . Издательство Кембриджского университета . ISBN  0-521-83345-0 .
  39. ^ Вебстер, Джон Г. (1998). Справочник по измерениям, приборам и датчикам . Спрингер. ISBN  3-540-64830-5 .
  40. ^ МакГи, Чарльз; Тейлор, Хью Р.; Гартри, Дэвид С.; Трокель, Стивен Л. (1997). Эксимерные лазеры в офтальмологии . Информа Здравоохранение. ISBN  1-85317-253-7 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Xenon_compounds&oldid=1227335507"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 5ee4407f64d7fd896d1908db81ad1a55__1717547580
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/5e/55/5ee4407f64d7fd896d1908db81ad1a55.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Xenon compounds - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)