Бифторид криптона


Бифторид криптона
Дифторид криптона
Дифторид криптона: химическая формула
Дифторид криптона: вид молекулы
Общие
Систематическое наименование Фторид криптона (II)
Химическая формула KrF2
Отн. молек. масса 122 а. е. м.
Молярная масса 121,8 г/моль
Физические свойства
Плотность вещества (при -78°С) 3,3 г/см³
Термические свойства
Температура плавления (возгонка) -30 °C
Температура разложения 20 °C
Классификация
номер CAS 13773-81-4

Дифтори́д крипто́на KrF2 — летучие бесцветные кристаллы, первое открытое соединение криптона. Весьма активное химически вещество. При повышенных температурах разлагается на фтор и криптон.

Содержание

Физико-химические свойства

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

Растворитель Растворимость
(г/100 г растворителя)
Пентафторид брома (20°C) 81
Фтороводород (20°C) 195
Вода Взаимодействует

Строение и кристаллические модификации

Дифторид криптона может существовать в одной из двух кристалличесих модификациях: α-форма и β-форма. β-KrF2 устойчив при температурах выше -80°С. При более высоких температурах устойчива α-форма.

Элементарная ячейка кристаллической решетки является объёмоцентрированной 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

Дифторид криптона можно получить многими способами из простых веществ. Ниже рассмотрены методы синтеза KrF2 в порядке увеличения скорости получения продукта. Общая схема реакции следующая:

Kr + F2 → KrF2.

Активация электрическим разрядом

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 достаточно нестабилен и чувствителен к внешним факторам.[3] [4]

Протонная бомбардировка

Используя бомбардировку смеси простых веществ при температуре 133К 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

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. Найболее оптимальной температурой является 77К, при этой температуре криптон находится в твёрдом состоянии, а фтор — жидкий.

Температурная активация

Твёрдый криптон должен находится на некотором расстоянии от газообразного фтора, который нагревается до 680°С[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 фторид криптона со скоростью до 6 грамм/час.[2]

Химические свойства

  • При резком нагревании разлагается со взрывом на простые вещества:
KrF2 → Kr↑ + F2↑.
  • Бурно реагирует с водой (выше 10°С со взрывом):
2KrF2 + 2H2O → 2Kr↑ + 4HF + O2↑.
  • 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), гексафторид америция (AmF6), гептафторид брома (ВrF7) и некоторые другие:
2Au + 5KrF2 → 2AuF5 + 5Kr↑
  • 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 обчно идет с деструкцией углеродного скелета органической молекулы.
  • Проявляет свойства слабого основания Льюиса. Например, при взаимодействии с кислотами Льюиса, образуются комлексные соединения состава [KrF]+[EF6] (тут в качестве элемента E могут быть Sb, Au, Pt и другие металлы):
SbF5 + KrF2 → [KrF][SbF6].

Применение

  • Чаще всего применяется как фторирующий агент в неорганическом синтезе.
  • Интересным применением является получение атомарного фтора.

Хранение

Так как дифторид криптона является достаточно сильным окислителем и фторирующим агентом, то хранят его в герметичных никелевых или алюминиевых ёмкостях (так как никель и алюминий пассивируются под действием KrF2) при температуре ниже 0°С.

Литература

  • Джолли У.И. Синтезы неорганических соединений. М:Мир., 440 с. - 1967 г.
  • Некрасов Б.В. Основы общей химии. В 2-ух томах., М:Химия, 1973 г.

См. также

Примечания

  1. Рабинович В.А., Хавин З.Я. "Краткий химический справочник" Л.: Химия, 1977 стр. 75
  2. 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
  3. 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.
  4. И.В. Никитин, В.Я. Росоловский, Успехи химии, 39, 1161 (1970)

Литература


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Бифторид криптона" в других словарях:

  • Тетрафтораммоний — Ион тетрафтораммония Тетрафтораммоний NF4+)  комплексный неорганический катион, представляющий собой аммоний, все четы …   Википедия


We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.