Тетраоксидифторид

Тетраоксидифторид — O₄F₂, димер диоксигенилфторида O₂F. Красно-коричневое твёрдое вещество, диссоциирующее при нагревании выше −191 °C.

Открытие

Тетраоксидифторид был впервые выделен Гроссе, Стренгом, Киршенбаумом из продуктов реакции между фтором и кислородом, образовавшихся при длительном воздействии электрического разряда на реакционную смесь, при температуре жидкого воздуха.

Физические свойства

• Температура плавления: −191 °C
• Температура кипения:
• Температура критическая:
• Температура начала разложения: −191 °C
• Плотность:
• Плотность критическая:
• Теплота образования:

Химические свойства

Тетраоксидифторид представляет собой димер радикала диоксигенилфторида FO₂·, в температурном диапазоне от −175 до −185 °C радикал и его димер сосуществуют в виде равновесной смеси:

2FO₂· ↔ F₂O₄

Диоксигенилфторид изостеричен озонид-аниону, однако геометрия молекулы ближе к диоксидифториду: cвязи F-O-O образуют тупой угол, связь O=O диоксигенилфторида (и тетраоксидифторида) значительно короче и прочнее (энергия диссоциации — 463 КДж/моль, длина — 1.217 Å), чем связь O-F (энергия диссоциации — 77 КДж/моль, длина — 1.575 Å). При димеризации и образовании тетраоксидифторида слабая легко диссоциирующая связь образуется между терминальными атомами кислорода диоксигенилфторида: FO=O···O=OF.

И тетраоксидифторид, и диоксигенилфторид реагируют с кислотами Льюиса — акцепторами фторид-аниона, образуя соли диоксигенил-аниона:

O₂F + BF₃ $\to$ O₂⁺BF₄⁻

Тетраоксидифторид является более сильным окислителем и фторирующим агентом, чем диоксидифторид F₂O₂^[1].

Получение

Воздействие на охлажденные (−196 °C) смеси фтора с кислородом, взятые в эквимолярном соотношении, так называемого «тихого» электрического разряда, либо коротковолнового рентгеновского или ультрафиолетового излучения. Тетраоксидифторид также образуется в смесях жидкого озона с жидким фтором (до 5 % об.), что следует учитывать при расчёте удельного импульса для ракетного топлива в котором в качестве окислителя применяется смесь фтор-озон.

Токсичность

По токсичности несколько уступает триоксидифториду.

См. также

• Дифторид кислорода
• Диоксидифторид
• Триоксидифторид
• Пентаоксидифторид
• Гексаоксидифторид
• Фториды кислорода

Примечания

1. ↑ Arnold F. Holleman, Egon Wiberg. Inorganic Chemistry, pp. 458—459. Elsevier 2001 ISBN 0-12-352651-5

Литература

• С. Сарнер. Химия ракетных топлив. — М.: «Мир», 1969.
• Schmidt E. W.,Harper J. T., Handling and Use of Fluoride and Fluorine-Oxygen Mixtures in Rocket Systems, Lewis Research Center, NASA SP-3037, Cleveland, Ohio, 1967.
• Мастерс, Колберт, Использование смесей фтора с кислородом и углеводородных горючих в качестве ЖРТ. — Вопросы ракетной техники. — № 4, 1967. — С. 45.