Гексафторид - Hexafluoride
Гексафторида представляет собой химическое соединение с общей формулой QX п F 6 , QX п F 6 м- или QX п Р 6 М + . Многие молекулы подходят под эту формулу. Важным гексафторидом является гексафторкремниевая кислота (H 2 SiF 6 ), которая является побочным продуктом добычи фосфоритов . В атомной промышленности , гексафторид урана (UF 6 ) является важным промежуточным продуктом при очистке этого элемента.
Катионы гексафторида
Катионные гексафториды существуют, но реже, чем нейтральные или анионные гексафториды. Примерами являются катионы гексафторхлора (ClF 6 + ) и гексафторбромина (BrF 6 + ) .
Гексафторид анионы
Многие элементы образуют анионные гексафториды. Коммерческий интерес представляют гексафторфосфат (PF 6 - ) и гексафторсиликат (SiF 6 2- ).
Многие переходные металлы образуют гексафторид-анионы. Часто моноанионы образуются при восстановлении нейтральных гексафторидов. Например, PtF 6 - возникает при восстановлении PtF 6 O 2 . Из-за своей высокощелочной природы и устойчивости к окислению фторидный лиганд стабилизирует некоторые металлы в других редких высоких степенях окисления, таких как гексафторкупрат (IV) , CuF2-
6и гексафтороникелат (IV) , NiF2-
6.
Бинарные гексафториды
Известно, что семнадцать элементов образуют бинарные гексафториды. Девять из этих элементов являются переходными металлами , три - актинидами , четыре - халькогенами и один - благородным газом . Большинство гексафторидов представляют собой молекулярные соединения с низкими температурами плавления и кипения . Четыре гексафторида (S, Se, Te и W) представляют собой газы при комнатной температуре (25 ° C) и давлении 1 атм , два - жидкости (Re, Mo), а остальные - летучие твердые вещества. Группы 6 , халькоген и благородный газ гексафториды бесцветны, но другие гексафторидов имеют цвета в диапазоне от белого, через желтую, оранжевый, красный, коричневый и серый, до черного.
Молекулярная геометрия бинарных гексафторидов обычно октаэдрическая , хотя некоторые производные искажены относительно симметрии O h . Для гексафторидов основной группы искажение выражено для 14-электронных производных благородных газов. Согласно теории VSEPR, искажения в газообразном XeF 6 вызваны его неподеленной парой , не образующей связи . В твердом состоянии он принимает сложную структуру, включающую тетрамеры и гексамеры. Согласно квантово-химическим расчетам, ReF 6 и RuF 6 должны иметь тетрагонально искаженную структуру (где две связи вдоль одной оси длиннее или короче, чем четыре других), но это не было подтверждено экспериментально.
Статус гексафторида полония неясен: некоторые экспериментальные результаты предполагают, что он, возможно, был синтезирован, но не был хорошо охарактеризован. Таким образом, указанная в таблице ниже температура кипения является прогнозной. Несмотря на эту ситуацию, некоторые источники без комментариев описывают его как известное соединение.
Бинарные гексафториды халькогенов
| Сложный | Формула | т.пл. (° C) | т.кип (° C) | subl.p. (° C) | МВт | твердое вещество ρ (г см −3 ) (при температуре плавления) | Расстояние связи ( м ) | Цвет |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Гексафторид серы | SF 6 |
-50,8 | −63,8 | 146,06 | 2,51 (-50 ° С) | 156,4 | бесцветный | |
| Гексафторид селена | SeF 6 |
−34,6 | -46,6 | 192,95 | 3,27 | 167–170 | бесцветный | |
| Гексафторид теллура | TeF 6 |
-38,9 | −37,6 | 241,59 | 3,76 | 184 | бесцветный | |
| Гексафторид полония | PoF 6 |
≈ −40? | 3,76 | 322,99 | бесцветный |
Бинарные гексафториды благородных газов
| Сложный | Формула | т.пл. (° C) | т.кип (° C) | subl.p. (° C) | МВт | твердое вещество ρ (г см −3 ) | Облигация ( pm ) | Цвет |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Гексафторид ксенона | XeF 6 |
49,5 | 75,6 | 245,28 | 3,56 | бесцветный (твердый) желтый (газовый) |
Бинарные гексафториды переходных металлов
| Сложный | Формула | т.пл. (° C) | т.кип (° C) | subl.p. (° C) | МВт | твердое вещество ρ (г см −3 ) | Облигация ( pm ) | Цвет |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Гексафторид молибдена | Минфин 6 |
17,5 | 34,0 | 209,94 | 3,50 (-140 ° С) | 181,7 | бесцветный | |
| Гексафторид технеция | TcF 6 |
37,4 | 55,3 | (212) | 3,58 (-140 ° С) | 181,2 | желтый | |
| Гексафторид рутения | RuF 6 |
54 | 215,07 | 3,68 (-140 ° С) | 181,8 | темно коричневый | ||
| Гексафторид родия | RhF 6 |
≈ 70 | 216,91 | 3,71 (-140 ° С) | 182,4 | чернить | ||
| Гексафторид вольфрама | WF 6 |
2.3 | 17,1 | 297,85 | 4,86 (-140 ° С) | 182,6 | бесцветный | |
| Гексафторид рения | ReF 6 |
18,5 | 33,7 | 300,20 | 4,94 (-140 ° С) | 182,3 | желтый | |
| Гексафторид осмия | OsF 6 |
33,4 | 47,5 | 304,22 | 5,09 (-140 ° С) | 182,9 | желтый | |
| Гексафторид иридия | IrF 6 |
44 год | 53,6 | 306,21 | 5,11 (-140 ° С) | 183,4 | желтый | |
| Гексафторид платины | PtF 6 |
61,3 | 69,1 | 309,07 | 5,21 (-140 ° С) | 184,8 | глубокий красный цвет |
Бинарные гексафториды актинидов
| Сложный | Формула | т.пл. (° C) | т.кип (° C) | subl.p. (° C) | МВт | твердое вещество ρ (г см −3 ) | Облигация ( pm ) | Цвет |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Гексафторид урана | UF 6 |
64,052 | 56,5 | 351,99 | 5,09 | 199,6 | бесцветный | |
| Гексафторид нептуния | NpF 6 |
54,4 | 55,18 | (351) | 198,1 | апельсин | ||
| Гексафторид плутония | PuF 6 |
52 | 62 | (358) | 5,08 | 197,1 | коричневый |
Химические свойства бинарных гексафторидов
Гексафториды обладают широкой химической реакционной способностью. Гексафторид серы почти инертен и нетоксичен из-за стерических затруднений (шесть атомов фтора так плотно расположены вокруг атома серы, что чрезвычайно трудно разрушить связи между атомами фтора и серы). Он имеет несколько применений из-за его стабильности, диэлектрических свойств и высокой плотности. Гексафторид селена почти так же инертен, как SF 6 , но гексафторид теллура не очень стабилен и может гидролизоваться водой в течение 1 дня. Кроме того, гексафторид селена и гексафторид теллура токсичны, а гексафторид серы нетоксичен. Напротив, гексафториды металлов коррозийны, легко гидролизуются и могут бурно реагировать с водой. Некоторые из них можно использовать в качестве фторирующих агентов . Гексафториды металлов обладают высоким сродством к электрону , что делает их сильными окислителями. Гексафторид платины, в частности, примечателен своей способностью окислять молекулу двуокиси кислорода , O 2 , с образованием диоксигенилгексафтороплатината , а также тем, что он является первым соединением, которое реагирует с ксеноном (см. Гексафтороплатинат ксенона ).
Применение бинарных гексафторидов
Некоторые гексафториды металлов находят применение благодаря своей летучести. Гексафторид урана используется в процессе обогащения урана для производства топлива для ядерных реакторов . Летучесть фторидов также может быть использована для переработки ядерного топлива . Гексафторид вольфрама используется в производстве полупроводников путем химического осаждения из паровой фазы .
Прогнозируемые бинарные гексафториды
Гексафторид радона
Гексафторид радона ( RnF
6), более тяжелый гомолог гексафторида ксенона , изучен теоретически, но его синтез до сих пор не подтвержден. Более высокие фториды радона могли наблюдаться в экспериментах, где неизвестные радоносодержащие продукты перегонялись вместе с гексафторидом ксенона , и, возможно, при производстве триоксида радона: это могли быть RnF 4 , RnF 6 или оба. Вероятно, что трудность в идентификации высших фторидов радона связана с тем, что радону кинетически препятствует окисление за пределами двухвалентного состояния. Это связано с сильной ионностью RnF 2 и высоким положительным зарядом Rn в RnF + . Пространственное разделение молекул RnF 2 может быть необходимо для четкой идентификации высших фторидов радона, из которых RnF 4, как ожидается, будет более стабильным, чем RnF 6, из-за спин-орбитального расщепления 6p-оболочки радона (Rn IV будет иметь замкнутую форму). оболочка 6s2
6p2
1/2 конфигурация).
Другие
Гексафторид криптона ( KrF
6) был предсказан как стабильный, но не был синтезирован из-за чрезвычайной сложности окисления криптона помимо Kr (II). Синтез гексафторида америция ( AmF
6) Путем фторирования в америций (IV) фторид ( АМФ
4) была предпринята в 1990 году, но безуспешно; также были возможны термохроматографические идентификации этого вещества и гексафторида кюрия (CmF 6 ), но вопрос о том, являются ли они окончательными. Гексафторид палладия ( PdF
6), более легкий гомолог гексафторида платины , был рассчитан как стабильный, но еще не получен; также обсуждалась возможность образования гексафторидов серебра (AgF 6 ) и золота (AuF 6 ). Гексафторид хрома ( CrF
6), Тем легче гомолог гексафторида молибдена и гексафторида вольфрама , сообщалось, но было показано, что ошибочная идентификация известного пентафторида ( CrF
5).
Литература
- Галкин, Н.П .; Туманов, Ю. Н. (1971). «Реакционная способность и термическая стабильность гексафторидов» . Российские химические обзоры . 40 (2): 154–164. Bibcode : 1971RuCRv..40..154G . DOI : 10,1070 / RC1971v040n02ABEH001902 .
использованная литература
Если внутренняя ссылка привела вас сюда, вы можете изменить ссылку, чтобы она указывала непосредственно на предполагаемую статью.