Difluoruro de xenón
El difluoruro de xenón és un poderós agent fluorante en la fòrmula química XeF2, i un dels composts de xenón més estables. Com la majoria dels fluorur inorgànics covalente, és sensible a la humitat. Es descompon en entrar en contacte en la llum o el vapor d'aigua, pero per lo demés és estable en l'almagasenament. El difluoruro de xenón és un sòlit cristalí blanc dens.
Té una olor nauseabundo i baixa pressió de vapor.[1]
Estructura
[editar | editar còdic]El difluoruro de xenón és una molècula llineal en una llongitut d'enllaç Xe–F de 197.73 ± 0.15 pm en l'etapa de vapor i 200 pm en la fase sòlida. La disposició de l'embalage en XeF2 sòlit mostra que els àtoms de flúor de les molècules veïnes eviten la regió equatorial de cada molècula de XeF2. Açò concorda en la predicció de la teoria VSEPR, que prediu que hi ha 3 parells d'electrons no enllaçats al voltant de la regió equatorial de l'àtom de xenón.
A altes pressions, es poden obtindre noves formes no moleculars de difluoruro de xenón. Baixe una pressió de 50 GPa, XeF2 es transforma en un semiconductor que consistix en unitats de XeF4 unides en una estructura bidimensional, com el grafit. A pressions encara més altes, superiors a 70 GPa, es torna metàlic, formant una estructura tridimensional que conté unitats de XeF8.[2] No obstant, un estudi teòric recent ha posat en dubte estos resultats experimentals.[3]
Els enllaços Xe–F són dèbils. XeF2 té una energia d'enllaç total de 267.8 kJ/mol (64 kcal/mol), en energies d'enllaç primera i segona de 184.1 kJ/mol (44 kcal/mol) i 83.68 kJ/mol (20 kcal/mol), respectivament. No obstant, XeF2 és molt més robust que KrF2, que té una energia d'enllaç total de sol 92.05 kJ/mol (22 kcal/mol)..[4]
Química
[editar | editar còdic]Síntesis
[editar | editar còdic]La síntesis procedix per esta simple reacció:
- Xe + F2 → XeF2
La reacció necessita calor, irradiació o una descàrrega elèctrica. El producte és un sòlit. Es purifica per destilació fraccionada o condensació selectiva utilisant una llínea de buit.[5]
El primer informe publicat de XeF2 va ser en octubre de 1962 per Chernick, et al. No obstant, encara que publicat més vesprada, XeF2 provablement va ser creat per primera volta per Rudolf Hoppe en l'Universitat de Münster, Alemània, a principis de 1962, en fer reaccionar mescles de gasos de flúor i xenón en una descàrrega elèctrica.[6] Poc despuix d'estos informes, Weeks, Cherwick i Matheson, del Laboratori Nacional Argonne, varen informar la síntesis de XeF2 utilisant un sistema totalment de níquel en finestres d'alúmina transparents, en les que parts iguals de gasos Xe i F2 reaccionen a baixa pressió despuix de l'irradiació d'una font ultravioleta per a donar XeF2. Williamson va informar que la reacció funciona igualment be a pressió atmosfèrica en un bulbo de vidre Pyrex sec utilisant la llum solar com a font. Es va observar que la síntesis va funcionar inclús en dies nuvolats.[7]
En les síntesis anteriors, el reactiu F2 s'havia purificat per a eliminar HF. Šmalc i Lutar varen descobrir que si s'omet este pas, la velocitat de reacció alvança quatre voltes la velocitat original..[8]
En 1965, també es va sintetisar fent reaccionar el gas xenón en difluoruro de dioxígeno.[9]
Solubilidad
[editar | editar còdic]XeF2 és soluble en solvents com [[Pentafluoruro de bromo|Plantilla:Chem]], [[Trifluoruro de bromo|Plantilla:Chem]], [[Pentafluoruro de yodo|Plantilla:Chem]], HF anhidro i [[Acetonitrilo|Plantilla:Chem]], sense reducció ni oxidació. La solubilidad en HF és alta, a 167g per 100g de HF a 29.95 °C.
Composts derivats del xenón
[editar | editar còdic]Atres composts de xenón poden derivar-se del difluoruro de xenón. El compost inestable d'organoxenón Xe(CF3)2 pot fer-se irradiando hexafluoroetano per a generar radicals CF3· i passant el gas sobre XeF2. El sòlit blanc ceroso resultant es descompon completament en 4 hores a temperatura ambiente.
El catión XeF+ es forma combinant el difluoruro de xenón en un fort acceptor de fluorur, com un excés de pentafluoruro d'antimoni líquit (SbF5):
- XeF2 + SbF5 → Plantilla:Chem + Plantilla:Chem
En agregar xenón gaseós a esta solució groc pàlit a una pressió de 2-3 atm produïx una solució verda que conté el ion paramagnético Plantilla:Chem,[10] el qual conté enllaços Xe-Xe: ("apf" denota solució en Plantilla:Chem líquit)
- 3 Xe (g) + Plantilla:Chem (apf) + Plantilla:Chem (l) ⇌ 2 Plantilla:Chem (apf) + Plantilla:Chem (apf)
Esta reacció és reversible; en remoure el xenón gaseós de la solució provoca que el ion Plantilla:Chem torne a gas xenón i Plantilla:Chem, i el color de la solució torna a ser groc pàlit.[11]
En presència de HF líquit, poden precipitar-se cristals vert obscur de la solució verda a -30 °C:
- Plantilla:Chem (apf) + 4 Plantilla:Chem (apf) → Plantilla:Chem (s) + 3 Plantilla:Chem (apf)
La cristalografia de rajos X indica que la llongitut dels enllaços Xe-Xe en este compost és de 309 pm, indicant un enllaç molt dèbil. El ion Plantilla:Chem és isoelectrónico en el ion Plantilla:Chem, que també és vert obscur.
Química de coordinació
[editar | editar còdic]L'enllaç en la molècula XeF2 es descriu adequadament per mig del model d'enllaç de tres centres i quatre electrons. XeF2 pot actuar com lligant en complexos de coordinació de metals. Per eixemple, en solució de HF:
- Mg(AsF6)2 + 4 Plantilla:Chem → [Mg(XeF2)4](AsF6)2
l'anàlisis cristalográfico mostra que l'àtom de magnesi està coordinat en 6 àtoms de flúor. Quatre dels flúor s'atribuïxen als quatre ligandos de difluoruro de xenón, mentres que els atres dos són un parell de ligandos cis-Plantilla:Chem.[12] Una reacció similar és:
- Mg(AsF6)2 + 2 Plantilla:Chem → [Mg(XeF2)2](AsF6)2
En l'estructura cristalina d'este producte, l'àtom de magnesi està coordinat octaédricamente i els ligandos XeF2 són axials mentres que els ligandos Plantilla:Chem són equatoriales. S'han observat moltes d'estes reaccions en productes de la forma [Mx(XeF2)n](AF6)x, a on M pot ser Ca, Sr, Ba, Pb, Ag, La o Nd i A pot ser As, Sb o P.
Recentment, es va sintetisar un compost en el que un àtom metàlic estava coordinat únicament per àtoms de flúor de XeF2:[13]
- 2 Ca(AsF6)2 + 9 XeF2 → Ca2(XeF2)9(AsF6)4
Esta reacció requerix un gran excés de difluoruro de xenón. L'estructura de la sal és tal que la mitat dels ions Ca2+ estan coordinats per àtoms de flúor del difluoruro de xenón, mentres que atres ions Ca2+ estan coordinats per abdós XeF2 i Plantilla:Chem.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ (2007) Xenon Difluoride (vol. 8), pp. 260–264. doi:10.1002/9780470132395.ch69. ISBN 9780470132395.
- ↑ “Two- and three-dimensional estendre solids and metallization of compressed XeF2” (2010). Nature Chemistry 2 (9): 784–788. doi:. PMID 20729901. Bibcode: 2010NatCh...2..784K.
- ↑ “Freezing in Resonance Structures for Better Packing: XeF2Becomes (XeF+)(F−) at Large Compression” (2011). Inorganic Chemistry 50 (8): 3832–3840. doi:. PMID 21438503.
- ↑ H., Cockett, A.. The Chemistry of the Monatomic Gasos : Pergamon Texts in Inorganic Chemistry., Smith, K. C., Bartlett, Neil., Saint Louis: Elsevier Science. OCLC 953379200. ISBN 9781483157368.
- ↑ Tius, M. A. (1995). “Xenon difluoride in synthesis”. Tetrahedron 51 (24): 6605–6634. doi:.
- ↑ Hoppe, R. (1964). “Die Valenzverbindungen der Edelgase”. Angewandte Chemie 76 (11). doi:. First review on the subject by the pioneer of covalent noble gas compounds.
- ↑ (1968) Xenon Difluoride (vol. 11), pp. 147–151. doi:10.1002/9780470132425.ch31. ISBN 9780470132425.
- ↑ (1992) Xenon Difluoride (Modification) (vol. 29), pp. 1–4. doi:10.1002/9780470132609.ch1. ISBN 9780470132609.
- ↑ “The Reaction of Xenon with Dioxygen Difluoride. A New Method for the Synthesis of Xenon Difluoride” (1965). Inorganic Chemistry 4 (5): 759–760. doi:.
- ↑ “The dixenon(1+) cation: formation in the condensed phases and characterization by ESR, UV-visible, and Raman spectroscopy” (1992). Inorganic Chemistry 31 (24): 5041–5052. doi:.
- ↑ “Production of dixenon cation by reversible oxidation of xenon” (1980). Journal of the American Chemical Society 102 (8): 2856–2857. doi:.
- ↑ “First Compounds of Magnesium with XeF2” (2004). Inorg. Chem. 43 (2): 699–703. doi:. PMID 14731032.
- ↑ “The First Compound Containing a Metal Center in a Homoleptic Environment of XeF2 Molecules” (2004). Angewandte Chemie International Edition 43 (26): 3456–8. doi:. PMID 15221838.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Difluoruro de xenón» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.