Дифторид криптона - Krypton difluoride

Криптона дифторид
Скелетная формула дифторида криптона с размерностью
Модель заполнения пространства дифторида криптона
Имена
Название ИЮПАК
Криптона дифторид
Другие имена
Фторид криптона Фторид
криптона (II)
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ChemSpider
UNII
  • InChI = 1S / KrF2 / c1-3-2 проверитьY
    Ключ: QGOSZQZQVQAYFS-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / F2Kr / c1-3-2
    Ключ: QGOSZQZQVQAYFS-UHFFFAOYAJ
  • F [Kr] F
Характеристики
F 2 Kr
Молярная масса 121,795  г · моль -1
Появление Бесцветные кристаллы (твердые)
Плотность 3,24 г см −3 (твердое вещество)
Реагирует
Состав
Телоцентрированный тетрагональный
P4 2 / мм, № 136
а  = 0,4585 нм, с  = 0,5827 нм
Линейный
0 Д
Родственные соединения
Родственные соединения
 Ксенон дифторид
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Дифторид криптона , KrF 2, представляет собой химическое соединение криптона и фтора . Это было первое обнаруженное соединение криптона. Это летучее бесцветное твердое вещество. Структура молекулы KrF 2 линейна, с расстояниями Kr-F 188,9 пм. Он реагирует с сильными кислотами Льюиса с образованием солей KrF + и Kr.
2F+
3 катионы .

Энергия атомизации KrF 2 (KrF 2 (g) → Kr (g) + 2F (g) ) составляет 21,9 ккал / моль, что дает среднюю энергию связи Kr – F всего 11 ккал / моль, самую слабую из всех выделяемых фторидов. . Для сравнения, дифтор удерживается связью 36 ккал / моль. Следовательно, KrF 2 является хорошим источником чрезвычайно реактивного и окисляющего атомарного фтора. Он термически нестабилен со скоростью разложения 10% в час при комнатной температуре. Дифторид криптона является эндотермическим, с теплотой образования 14,4 ± 0,8 ккал / моль, измеренной при 93 ° C.

Синтез

Дифторид криптона можно синтезировать с использованием множества различных методов, включая электрический разряд, фотоионизацию , горячую проволоку и бомбардировку протонами. Продукт можно хранить при -78 ° C без разложения.

Электрический разряд

Электрический разряд был первым методом получения дифторида криптона. Он также использовался в единственном когда-либо сообщенном эксперименте по производству тетрафторида криптона, хотя позже было показано, что идентификация тетрафторида криптона была ошибочной. Метод электрического разряда предполагает использование смесей F 2 и Kr в соотношении от 1: 1 до 2: 1 при давлении от 40 до 60 торр и последующем подаче большого количества энергии между ними. Достигается скорость почти 0,25 г / ч. Проблема этого метода в том, что он ненадежен с точки зрения урожайности.

Бомбардировка протонами

Использование протонной бомбардировки для производства KrF 2 дает максимальную производительность около 1 г / ч. Это достигается путем бомбардировки смесей Kr и F 2 протонным пучком, работающим на уровне энергии 10 МэВ и температуре около 133 К. Это быстрый метод получения относительно больших количеств KrF 2 , но требует источника α-частиц, которые обычно поступают из циклотрона .

Фотохимический

Об успешном фотохимическом синтезе дифторида криптона впервые сообщила Люсия В. Стренг в 1963 году. Следующим об этом сообщил в 1975 году Дж. Сливник. Фотохимический процесс производства KrF 2 включает использование ультрафиолетового света и в идеальных условиях может производить 1,22 г / ч. Идеальные длины волн для использования находятся в диапазоне 303–313 нм. Более сильное УФ-излучение пагубно сказывается на производстве KrF 2 . Использование стекла Pyrex, Vycor или кварца значительно увеличит выход продукции, поскольку все они блокируют более жесткий ультрафиолетовый свет. В серии экспериментов, проведенных S.A Kinkead et al., Было показано, что кварцевая вставка (УФ-отсечка 170 нм) производила в среднем 158 мг / ч, Vycor 7913 (УФ-отсечка 210 нм) производилась на в среднем 204 мг / ч, а Pyrex 7740 (отсечка УФ 280 нм) производил в среднем 507 мг / ч. Из этих результатов видно, что ультрафиолетовый свет с более высокой энергией значительно снижает выход. Идеальные условия для производства KrF 2 с помощью фотохимического процесса, по-видимому, возникают, когда криптон является твердым, а фтор - жидким, что происходит при 77 К. Самая большая проблема с этим методом заключается в том, что он требует обработки жидкого F 2 и потенциал его высвобождения, если он станет избыточным давлением.

Горячий провод

Метод горячей проволоки для производства KrF 2 использует криптон в твердом состоянии с горячей проволокой, проходящей на расстоянии нескольких сантиметров от него, когда газообразный фтор затем проходит мимо проволоки. В проводе протекает большой ток, в результате чего он достигает температуры около 680 ° C. Это заставляет газообразный фтор расщепляться на радикалы, которые затем могут вступать в реакцию с твердым криптоном. Известно, что в идеальных условиях максимальный выход составляет 6 г / ч. Для достижения оптимального выхода зазор между проволокой и твердым криптоном должен составлять 1 см, создавая температурный градиент около 900 ° C / см. Основным недостатком этого метода является количество электричества, которое должно пройти через провод. Это опасно при неправильной настройке.

Состав

β-KrF 2

Дифторид криптона может существовать в одной из двух возможных кристаллографических морфологий: α-фаза и β-фаза. β-KrF 2 обычно существует при температуре выше -80 ° C, тогда как α-KrF 2 более стабилен при более низких температурах. Элементарная ячейка α-KrF 2 является объемноцентрированной тетрагональной.

Химия

Дифторид криптона в первую очередь является мощным окислителем и фторирующим агентом: например, он может окислять золото до его наивысшей известной степени окисления +5. Он более мощный, чем элементарный фтор, из-за еще более низкой энергии связи Kr – F по сравнению с F – F, с окислительно-восстановительным потенциалом +3,5 В для пары KrF 2 / Kr, что делает его самым мощным из известных окислителей. хотя KrF
4 может быть даже сильнее:

7 крф
2 (г) + 2 Au (т) → 2 KrF+
AuF-
6 (т) + 5 Кр (г)

KrF+
AuF-
6разлагается при 60 ° C на фторид золота (V) и газы криптона и фтора:

KrF+
AuF-
6→ AuF
5(s) + Kr (g) + F
2 (грамм)

KrF
2может также непосредственно окислять ксенон до гексафторида ксенона :

3 крФ
2+ Xe → XeF
6 + 3 Кр

KrF
2 используется для синтеза высокореакционного BrF+
6катион. KrF
2реагирует с SbF
5 для образования соли KrF+
SbF-
6; KrF+
катион способен окислять как BrF
5и ClF
5 в BrF+
6 и ClF+
6, соответственно.

KrF
2способен окислять серебро до степени окисления +3 , реагируя с элементарным серебром или с AgF с образованием AgF
3.

Облучение кристалла KrF 2 при 77 K γ-лучами приводит к образованию радикала монофторида криптона, KrF •, частицы фиолетового цвета, которая была идентифицирована по его спектру ЭПР . Захваченный в кристаллической решетке радикал бесконечно стабилен при 77 К, но разлагается при 120 К.

Смотрите также

использованная литература

Общее чтение

внешние ссылки