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Tetrafluoruro de xenón

El tetrafluoruro de xenón es un compuesto químico con fórmula química XeF
4Fue el primer compuesto binario descubierto de un gas noble . [3] Se produce por la reacción química del xenón con flúor : [4] [5]

Xe +  2F
2→ XeF
4

Esta reacción es exotérmica y libera una energía de 251  kJ /mol. [3]

El tetrafluoruro de xenón es un sólido cristalino incoloro que sublima a 117 °C. Su estructura se determinó mediante espectroscopia de RMN y cristalografía de rayos X en 1963. [6] [7] La ​​estructura es plana cuadrada , como se ha confirmado mediante estudios de difracción de neutrones . [8] Según la teoría VSEPR , además de cuatro ligandos de fluoruro, el centro del xenón tiene dos pares solitarios de electrones. Estos pares solitarios son mutuamente trans .

Síntesis

El tetrafluoruro de xenón se produce calentando una mezcla de xenón y flúor en una proporción molar de 1:5 en un recipiente de níquel a 400 °C. Algunos difluoruros de xenón ( XeF
2) y hexafluoruro de xenón ( XeF
6) también se produce, donde el aumento de temperatura o la disminución de la concentración de flúor en la mezcla de entrada favorecen al XeF
2producción y la disminución de la temperatura o el aumento de la concentración de flúor favorecen el XeF
6. [9] [10] El níquel no es un catalizador para esta reacción; se utilizan contenedores de níquel porque reaccionan con el flúor para formar una capa de pasivación protectora y no descascarada de fluoruro de níquel (II) NiF
2en sus superficies interiores. La baja volatilidad del XeF
4en comparación con XeF
2y XeF
6permite purificarlo por sublimación fraccionada. [9]

Reacciones

El tetrafluoruro de xenón se hidroliza a bajas temperaturas para formar xenón elemental , oxígeno , ácido fluorhídrico y trióxido de xenón acuoso : [11]

Se utiliza como precursor para la síntesis de todos los compuestos Xe tetravalentes. [9] La reacción con fluoruro de tetrametilamonio produce pentafluoroxenato de tetrametilamonio , que contiene el XeF pentagonal .−
5anión. El XeF−
5El anión también se forma por reacción con fluoruro de cesio : [12]

CsF+ XeF
4→ CsXeF
5

Reacción con pentafluoruro de bismuto ( BiF
5) forma el XeF+
3catión: [13]

BiF
5+ XeF
4→ XeF3BiF6​​

El XeF+
3El catión en la sal XeF 3 Sb 2 F 11 se ha caracterizado mediante espectroscopia de RMN. [14]

A 400 °C, XeF
4reacciona con xenón para formar XeF2: [10]

XeF4 + Xe → 2 XeF2

La reacción del tetrafluoruro de xenón con platino produce tetrafluoruro de platino y xenón: [10]

XeF4 +Pt → PtF4 + Xe

Aplicaciones

El tetrafluoruro de xenón tiene pocas aplicaciones. Se ha demostrado que degrada el caucho de silicona para analizar las impurezas metálicas traza en el caucho. XeF
4reacciona con la silicona para formar productos gaseosos simples, dejando un residuo de impurezas metálicas. [15]

Referencias

  1. ^ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon (2001). Wiberg, Nils (ed.). Química inorgánica . Traducido por Eagleson, Mary; Brewer, William. Academic Press. pág. 394. ISBN 0-12-352651-5.
  2. ^ ab Zumdahl, Steven S. (2009). Principios químicos (6.ª ed.). Houghton Mifflin Company. pág. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
  3. ^ de Zumdahl (2007). Química . Boston: Houghton Mifflin. pág. 243. ISBN. 978-0-618-52844-8.
  4. ^ Claassen, HH; Selig, H.; Malm, JG (1962). "Tetrafluoruro de xenón". J. Am. Chem. Soc. 84 (18): 3593. doi :10.1021/ja00877a042.
  5. ^ Chernick, CL; Claassen, HH; Fields, PR; Hyman, HH; Malm, JG; Manning, WM; Matheson, MS; Quarterman, LA; Schreiner, F.; Selig, HH; Sheft, I.; Siegel, S.; Sloth, EN; Stein, L.; Studier, MH; Weeks, JL; Zirin, MH (1962). "Compuestos de flúor de xenón y radón". Science . 138 (3537): 136–138. Bibcode :1962Sci...138..136C. doi :10.1126/science.138.3537.136. PMID  17818399. S2CID  10330125.
  6. ^ Brown, Thomas H.; Whipple, EB; Verdier, Peter H. (1963). "Tetrafluoruro de xenón: espectro de resonancia magnética de alta resolución del flúor-19". Science . 140 (3563): 178. Bibcode :1963Sci...140..178B. doi :10.1126/science.140.3563.178. PMID  17819836. S2CID  35981023.
  7. ^ Ibers, James A.; Hamilton, Walter C. (1963). "Tetrafluoruro de xenón: estructura cristalina". Science . 139 (3550): 106–107. Bibcode :1963Sci...139..106I. doi :10.1126/science.139.3550.106. PMID  17798707. S2CID  42119788.
  8. ^ Burns, John H.; Agron, PA; Levy, Henri A (1963). "Molécula de tetrafluoruro de xenón y su movimiento térmico: un estudio de difracción de neutrones". Science . 139 (3560): 1208–1209. Bibcode :1963Sci...139.1208B. doi :10.1126/science.139.3560.1208. PMID  17757912. S2CID  35858682.
  9. ^ abc Haner, Jamie; Schrobilgen, Gary J. (2015). "La química del xenón (IV)". Chem. Rev. 115 ( 2): 1255–1295. doi :10.1021/cr500427p. ISSN  0009-2665. PMID  25559700.
  10. ^ abc Bard, Allen J.; Parsons, Roger; Jordan, Joseph; Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (1985). Potenciales estándar en solución acuosa. CRC Press. págs. 767–768. ISBN 0-8247-7291-1.
  11. ^ Williamson; Koch, CW (marzo de 1963). "Tetrafluoruro de xenón: reacción con soluciones acuosas". Science . 139 (3559): 1046–1047. Bibcode :1963Sci...139.1046W. doi :10.1126/science.139.3559.1046. ISSN  0036-8075. PMID  17812981. S2CID  33320384.
  12. ^ Harding, Charlie; Johnson, David Arthur; Janes, Rob (2002). Elementos del bloque p . Mundo molecular. Vol. 9. Royal Society of Chemistry. pág. 93. ISBN. 0-85404-690-9.
  13. ^ Suzuki, Hitomi; Matano, Yoshihiro (2001). Química del organobismuto . Elsevier. pag. 8.ISBN​ 0-444-20528-4.
  14. ^ Gillespie, RJ; Landa, B.; Schrobilgen, GJ (1971). "Trifluoroxenón(IV) µ -fluoro-bispentafluoroantimoniato(V): el XeF+
    3    catión". Revista de la Sociedad Química D: Comunicaciones químicas (23): 1543–1544. doi :10.1039/C29710001543.
  15. ^ Rigin, V.; Skvortsov, NK; Rigin, VV (marzo de 1997). "Tetrafluoruro de xenón como agente de descomposición de caucho de silicona para el aislamiento y la determinación espectrométrica de emisión atómica de metales traza". Analytica Chimica Acta . 340 (1–3): 1–3. Bibcode :1997AcAC..340....1R. doi :10.1016/S0003-2670(96)00563-6.

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