Фторид криптона(II)
| Фторид криптона(II) | |||
|---|---|---|---|
| |||
| Общие | |||
| Систематическое наименование |
Фторид криптона(II) | ||
| Хим. формула | KrF2 | ||
| Рац. формула | F2Kr | ||
| Физические свойства | |||
| Молярная масса | 121,8 г/моль | ||
| Плотность | (при −78 °C) 3,3 г/см³ | ||
| Термические свойства | |||
| Температура | |||
| • плавления | (возгонка) −30 °C | ||
| • разложения | 20 °C | ||
| Классификация | |||
| Рег. номер CAS | 13773-81-4 | ||
| PubChem | 83721 | ||
| SMILES | |||
| InChI | |||
| ChemSpider | 75543 | ||
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
 Медиафайлы на Викискладе | |||
Дифтори́д крипто́на KrF2 — летучие бесцветные кристаллы, первое открытое соединение криптона. Весьма химически активное вещество. При повышенных температурах разлагается на фтор и криптон.
Физико-химические свойства
[править | править код]| Свойство | Значение[1] |
|---|---|
| Энтальпия образования (298 К, в газовой фазе) | 60,2 кДж/моль |
| Энтальпия образования (298 К, в твёрдой фазе) | 15,5 кДж/моль |
| Энтропия образования (300 К, в газовой фазе) | 253,6 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия возгонки | 37 кДж/моль |
| Теплоёмкость (300 К, в газовой фазе) | 54,2 Дж/(моль·К) |
Растворимость
[править | править код]| Растворитель | Растворимость (г/100 г растворителя) |
|---|---|
| Пентафторид брома (20 °C) | 81 |
| Фтороводород (20 °C) | 195 |
| Вода | Взаимодействует |
Строение и кристаллические модификации
[править | править код]Дифторид криптона может существовать в одной из двух кристаллических модификаций: α-форма и β-форма. β-KrF2 устойчива при температурах выше −80 °C. При более низких температурах устойчива α-форма.
Элементарная ячейка кристаллической решетки β-формы является тетрагональной со следующими параметрами ячейки:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| а | 0,458 нм |
| b | 0,458 нм |
| c | 0,583 нм |
| Пространственная группа симметрии |
P42/mnm |
Методы получения
[править | править код]Дифторид криптона можно получить многими способами из простых веществ. Ниже рассмотрены методы синтеза KrF2 в порядке увеличения скорости получения продукта. Общая схема реакции следующая:
Активация электрическим разрядом
[править | править код]При этом методе также частично образуется тетрафторид криптона. Смесь фтора с криптоном в соотношении от 1:1 до 1:2 под давлением от 40 до 60 мм рт. ст. активируется мощным электрическим разрядом (сила тока 30 мА, напряжение 500—1000 В)[2]. Скорость такого синтеза может достигать четверти грамма в час, однако метод нестабилен и чувствителен к внешним факторам[3][4].
Протонная бомбардировка
[править | править код]Используя бомбардировку смеси простых веществ при температуре 133 К разогнаными в поле 10 МВ протонами, можно получить дифторид криптона со скоростью около одного грамма в час[2]. Однако, при достижении некоторого содержания дифторида криптона в смеси, скорость реакции сильно замедляется вплоть до прекращения синтеза за счёт конкурирующего распада продукта реакции под действием бомбардировки.
Фотохимический метод
[править | править код]Фотохимический метод получения основан на действии ультрафиолетового излучения с длиной волны 303—313 нм на смесь фтора и криптона. При этом можно получать продукт со скоростью 1,22 грамма в час[3]. Более жёсткое излучение (с длиной волны менее 300 нм) активирует обратный процесс распада дифторида. Наиболее оптимальной температурой является 77 К, при этой температуре криптон находится в твёрдом состоянии, а фтор — в жидком.
Температурная активация
[править | править код]Твёрдый криптон должен находиться на некотором расстоянии от газообразного фтора, который нагревается до 680 °C[2], при этом молекулы фтора распадаются на свободные радикалы, и фтор окисляет криптон. Нагревание ведётся раскалённой проволокой, при этом за счёт резкого градиента температуры (до 900 градусов/см) можно подобрать условия, при которых криптон не переходит в газовую фазу. Этим методом можно получать дифторид криптона со скоростью до 6 граммов/час[2].
Химические свойства
[править | править код]- При резком нагревании разлагается со взрывом на простые вещества:
- Бурно реагирует с водой (выше 10 °C со взрывом):
- Очень сильный фторирующий агент. Вступает во взаимодействие с большинством элементов, при этом в качестве продуктов выделяются высшие фториды элементов и криптон. Благодаря дифториду криптона, были получены такие уникальные вещества, как пентафторид золота (AuF5), тетрафторид празеодима (PrF4), соли гексафторброма (ВrF6+), соли гексафторхлора (ClF6+), соли тетрафтораммония (NF4+) и некоторые другие:
- Для фторирования органических соединений практически всегда не пригоден, так как очень бурно протекает реакция фторирования (часто со взрывом или воспламенением) с очень низкой селективностью (выходы до 5 % необходимого вещества). При этом параллельно с фторированием протекает конкурирующая реакция окисления, которая обычно идет с деструкцией углеродного скелета органической молекулы.
- Проявляет свойства слабого основания Льюиса. Например, при взаимодействии с кислотами Льюиса, образуются комплексные соединения состава [KrF]+[EF6]− (тут в качестве элемента E могут быть Sb, Au, Pt и другие металлы):
![{\displaystyle {\mathsf {SbF_{5}+KrF_{2}\rightarrow [KrF][SbF_{6}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2e1d125589359cc9a38a0e7ca329ce3a2e9ab606)
Комплексы с SbF5 и AuF5 термически несколько стабильнее дифторида криптона.
Применение
[править | править код]- Чаще всего применяется как фторирующий агент в неорганическом синтезе.
- Интересным применением является получение атомарного фтора.
Хранение
[править | править код]Так как дифторид криптона является достаточно сильным окислителем и фторирующим агентом, хранят его в герметичных никелевых или алюминиевых ёмкостях (так как никель и алюминий пассивируются под действием KrF2) при температуре ниже 0 °C.
Литература
[править | править код]- Джолли У. И. Синтезы неорганических соединений. М: Мир., 440 с. — 1967 г.
- Некрасов Б. В. Основы общей химии. В 2 томах. М: Химия, 1973 г.
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Рабинович В. А., Хавин З. Я. «Краткий химический справочник» Л.: Химия, 1977 с. 75.
- ↑ 1 2 3 4 Lehmann, John. F.; Mercier, Hélène P. A.; Schrobilgen, Gary J. The chemistry of Krypton. Coordination Chemistry Reviews. 2002, 233—234, 1—39.
- ↑ 1 2 Kinkead, S. A.; Fitzpatrick, J. R.; Foropoulos, J. Jr.; Kissane, R. J.; Purson, D. Photochemical and thermal Dissociation Synthesis of Krypton Difluoride. Inorganic Fluorine Chemistry: Toward the 21st Century, Thrasher, Joseph S.; Strauss, Steven H.: American Chemical Society. San Francisco, California, 1994. 40—54.
- ↑ И. В. Никитин, В. Я. Росоловский, Успехи химии, 39, 1161 (1970).
Соединения криптона | |
|---|---|
| |
