Fluoruro de xenón (II)

El difluoruro de xenón XeF 2 es un compuesto cristalino blanco denso sólido formado por átomos de flúor y xenón . Uno de los compuestos de xenón más estables.

Propiedades físicas y químicas

Tiene un olor nauseabundo característico.

En los espectros infrarrojos , hay un claro doblete de bandas de absorción con números de onda de 550 y 556 cm– 1 .

Magnitudes termodinámicas

Propiedad	Sentido
Entalpía estándar de formación (298 K, estado sólido)	−176 kJ/mol
Entalpía estándar de formación (298 K, fase gaseosa)	−107,5 kJ/mol
Entalpía de fusión	16,8 kJ/mol
Entalpía de sublimación	50,6 kJ/mol
Entropía de formación (298 K, en fase gaseosa)	259,403 J/(mol·K)
Capacidad calorífica (298 K, en fase gaseosa)	54.108 J/(mol·K)

Solubilidad

Solvente	Sentido
amoníaco líquido	no soluble
acetonitrilo	Soluble
Agua (a 0 °C)	2,5g/100ml
dióxido de azufre	Soluble
Pentafluoruro de yodo	153,8g/100ml
trifluoruro de bromo	Soluble
Fluoruro de hidrógeno	Soluble

Edificio

La molécula de difluoruro de xenón es lineal. Las longitudes de los enlaces Xe-F son 0,198 nm.

Conseguir

La primera síntesis de XeF 2 fue realizada por Cervik Weeks en 1962 .

La síntesis se realiza a partir de sustancias simples por calentamiento, irradiación ultravioleta o la acción de una descarga eléctrica:

{\displaystyle {\mathsf {Xe+F_{2}\rightarrow XeF_{2))))

El producto se condensa a -30 °C. La purificación se lleva a cabo por destilación fraccionada .

El mecanismo de esta reacción es bastante interesante y, aparentemente, las moléculas de fluoruro de hidrógeno, que normalmente contaminan el flúor gaseoso, están de alguna manera involucradas en ella . Esto fue descubierto por Shmark y Luthar, quienes usaron flúor no purificado a partir de hidrógeno para la síntesis, y la velocidad de reacción aumentó 4 veces en comparación con el uso de flúor puro.

También existe un método para obtener difluoruro de xenón a partir de fluoruro de oxígeno (II) y xenón. Para ello, se coloca una mezcla de gases en un recipiente de níquel y se calienta a 300 °C bajo presión:

{\displaystyle {\mathsf {2Xe+2OF_{2}\rightarrow 2XeF_{2}+O_{2))))

En Rusia, se ha lanzado la producción de difluoruro de xenón en Siberian Chemical Combine.

El difluoruro de xenón también se forma por la reacción de xenón con difluoruro de dioxi a -120 °C.

Propiedades químicas

Tras la sublimación, el difluoruro de xenón se desproporciona en xenón libre y tetrafluoruro de xenón :

{\displaystyle {\mathsf {2XeF_{2}\rightarrow Xe+XeF_{4))))

En agua fría acidificada, se descompone bastante lentamente, pero en un ambiente alcalino, la descomposición avanza rápidamente:

{\mathsf {2XeF_{2}+4NaOH\rightarrow 2Xe\uparrow +4NaF+2H_{2}O+O_{2}\uparrow }}

Agente oxidante menos activo que el flúor molecular.

Formación de compuestos de coordinación

XeF 2 puede actuar como ligando en compuestos complejos . Por ejemplo, en una solución de fluoruro de hidrógeno, es posible la siguiente reacción:

{\mathsf {Mg[AsF_{6}]_{2}+4XeF_{2}\rightarrow [Mg(XeF_{2})_{4}][AsF_{6}]_{2))}

El análisis cristalográfico muestra que el átomo de magnesio está coordinado por 6 átomos de flúor, 4 de los cuales son puentes entre los átomos de magnesio y xenón.

Hay muchas reacciones de este tipo con productos del tipo [M x (XeF 2 ) n ](AF 6 ) x , en las que Ca , Sr , Ba , Pb , Ag , La o Nd pueden actuar como átomo de M, y As puede ser el átomo A , Sb o P.

Tales reacciones requieren un gran exceso de difluoruro de xenón.

En un sistema en fase sólida en presencia de fluoruro de cesio, algunos metales (Ce, Pr, Nd, Tb, Dy, Tu) pueden formar compuestos complejos del tipo Cs 3 [CeF 7 ].

Con el pentafluoruro de arsénico se forma hexafluoroarseniato de trifluorodixenona, en el que el ion molecular Xe 2 F 3 + actúa como catión . También se conocen compuestos en los que el catión es Xe 2 + .

{\mathsf {AsF_{5}+2XeF_{2}\rightarrow Xe_{2}F_{3}[AsF_{6}]}}

Reacciones de fluoración con sustancias simples

XeF 2 fluora Mn , W , Nb , Sb , Sn , Ti , S , P , Te , Ge , Si hasta fluoruros superiores en el rango de temperatura de -10 a +30 °C. El calentamiento de la mezcla de reacción a 50 °C conduce a la interacción del difluoruro de xenón con óxidos y sales de muchos metales .

En un sistema de fase sólida, cuando se calienta, oxida Ce , Pr y Tb a tetrafluoruros.

Reacciones de oxidación

Una solución acuosa de difluoruro oxida los bromatos a perbromatos :

{\mathsf {KBrO_{3}+XeF_{2}+H_{2}O\rightarrow KBrO_{4}+Xe\uparrow +2HF))

Fluoración oxidativa

Un ejemplo de fluoración oxidativa para un compuesto organotelúrico (aquí el átomo de telurio cambia su estado de oxidación de +4 a +6):

{\mathsf {Ph_{3}TeF+XeF_{2}\rightarrow Ph_{3}TeF_{3}+Xe\uparrow ))

Fluoración reductora

Un ejemplo de fluoración reductora (aquí el átomo de cromo cambia su estado de oxidación de +6 a +5):

{\displaystyle {\mathsf {2CrO_{2}F_{2}+XeF_{2}\rightarrow 2CrOF_{3}+Xe+O_{2))))

Fluoración de compuestos aromáticos

La fluoración de compuestos aromáticos procede por el mecanismo de sustitución electrofílica:

En este caso también es posible la fluoración reductora (debido al disolvente):

Fluoración de compuestos insaturados

Muy selectivamente, es posible llevar a cabo la fluoración de derivados de dieno en posiciones 1,2: .

Descarboxilación fluorante

El difluoruro de xenón descarboxila los ácidos carboxílicos y se forman los fluoroalcanos correspondientes :

{\mathsf {RCOOH+XeF_{2}\rightarrow RF+CO_{2}+Xe+HF}}

Aplicación

Uno de los agentes fluorantes más potentes.
Se utiliza para obtener superconductores de alta temperatura basados en oxofluoruros de cobre en capas complejas [1]
Es bastante prometedor para la desinfección de lugares de difícil acceso [2]
El difluoruro de xenón se utiliza para grabar silicio en sistemas microelectromecánicos :

{\mathsf {2XeF_{2}+Si\rightarrow SiF_{4}+2Xe))

Notas

↑ Uspekhi khimii, 2002, volumen 71, número 5, páginas 442-460.
↑ Desinfección extrema: la elección del desinfectante . Consultado el 21 de agosto de 2008. Archivado desde el original el 26 de octubre de 2008. (indefinido)

Véase también

Literatura

Jolly W. I. Síntesis de compuestos inorgánicos. M.: Mir, 440 p. — 1967
Nekrasov BV Fundamentos de Química General. En 2 tomos, M.: Química, 1973
Tius, MA, Tetrahedron , volumen 51, número 24, 12 de junio de 1995, páginas 6605-6634.
Weeks, J., Matheson, M. Difluoruro de xenón. Síntesis inorgánicas. Nº 8, 1966.
Williamson, S. Difluoruro de xenón. Síntesis inorgánicas No. 11, 1968.
Šmalc, A., Lutar, K. Difluoruro de xenón (modificación). Síntesis inorgánicas No. 29, 1992.
D. F. Halpem. "Fluoruro de xenón (II)" en Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica. 2004, J. Wiley & Sons, Nueva York.

Compuestos de xenón

Difluoruro de óxido de xenón (XeOF 2 )
Tetrafluoruro de óxido de xenón (XeOF 4 )
Tetróxido de xenón (XeO 4 )
Trióxido de xenón (XeO 3 )
Fluoruro de xenón (II) (XeF 2 )
Fluoruro de xenón (IV) (XeF 4 )
Fluoruro de xenón (VI) (XeF 6 )
Hexafluoroplatinato de xenón (Xe[PtF 6 ])
Perxenato de sodio (Na 4 XeO 6 )
Perxenato de bario (Ba 2 XeO 6 )
Difluoruro de criptón - hexafluoruro de xenón (1/1) (KrF 2 XeF 6 )
Tetrafluoruro de óxido de xenón (VI) - pentafluoruro de vanadio (1/1) (XeOF 4 VF 5 )
Pentafluoroteluróxido de xenón (II) (Xe (OTeF 5 ) 2 )
Difluoruro de dióxido de xenón (XeO 2 F 2 )
Perclorato de xenón(II) (Xe(ClO 4 ) 2 )
Xenato (VI) bario (Ba 3 XeO 6 )
Ácido xenónico (H 4 XeO 6 )
Ácido xenónico (H 2 XeO 4 )