Составьте формулы следующих соединений фтора с ксеноном

Обновлено: 08.07.2024

Порядок заполнения оболочек атома фтора (F) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.

На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ - до 6, на ‘d’ - до 10 и на ‘f’ до 14

Фтор имеет 9 электронов, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:

2 электрона на 1s-подуровне

2 электрона на 2s-подуровне

5 электронов на 2p-подуровне

Степень окисления фтора

Атомы фтора в соединениях имеют степени окисления 0, -1.

Степень окисления - это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.

Ионы фтора

Валентность F

Атомы фтора в соединениях проявляют валентность .

Валентность фтора характеризует способность атома F к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:

Валентность не имеет знака.

Квантовые числа F

Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома F эти числа имеют значение N = 2, L = 1, M_l = 0, M_s = -½

Видео заполнения электронной конфигурации (gif):

Результат:

Соединения фтора

Энергия ионизации

Чем ближе электрон к центру атома - тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать. Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается E_o. Если не указано иное, то энергия ионизации - это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии ионизации для каждого последующего электрона.

Ксенон (ди) фторид (XeF ₂ ) представляет собой бесцветное кристаллическое соединение с благородным газом . Впервые он был синтезирован Рудольфом Хоппе в 1962 году как третье соединение благородного газа после гексафтороплатината ксенона (XePtF ₆ ) и тетрафторида ксенона (XeF ₄ ) . В особых условиях ксенон реагирует с фтором с образованием этого вещества.

описание

XeF ₂ может быть получен из элементов с помощью катализаторов, таких как фтористый водород или фторид никеля (II), под действием УФ- излучения:

Реакция является экзотермической с теплотой реакции -164 кДж моль -1 . Соединение также можно получить реакцией ксенона с гептафторидом йода или реакцией ксенона с тетрафторметаном .

Кристаллы размером порядка нескольких миллиметров могут быть получены сублимацией.

характеристики

Физические свойства

При нормальном давлении и температуре 114,35 ° C он переходит непосредственно из твердого состояния в газообразное посредством сублимации . Тройная точка , при которой три фазы твердые, жидкие и газообразные находятся в равновесии находится при температуре 129.03 ° C и давлении 1,883 бар. Давление сублимации функции приводит , соответственно ( в Торр, в К) с , и в температурном диапазоне от 273 до 388 К. При этом оценки согласно Клапейрона-Клаузиуса приводит к энтальпии сублимации 55,2 кДж · моль -1 . Критическая температура составляет 358 ° С, критическое давление 93,2 бар, то критическая плотность 1,14 г · см -3 и критический объем 149 см 3 · моль -1 . Кристаллы дифторида ксенона имеют тетрагональную симметрию в пространственной группе I 4 / mmm (пространственная группа № 139) . Кристаллическая решетка содержит изолированные молекулы XeF ₂ ; расстояние ксенон-фтор 198 пм. Дальнейшие полиморфные кристаллические структуры наблюдались при повышенных давлениях . При давлении 28 ГПа происходило преобразование в орторомбическую сетку с пространственной группой Immm (№ 71) , при 59 ГПа - соответствующую сетку с Pnma (№ 62) . бревно 10 ⁡ ( П. ) знак равно - А. / Т - Б. ⋅ бревно 10 ⁡ ( Т ) + С. (P) = - A / TB \ cdot \ log _ (T) + C> П. Т А. знак равно 3057 , 67 67> Б. знак равно 1,235 21 год 23521> С. знак равно 13 969 7-е 9697> Шаблон: room group / 139 Шаблон: room group / 71 Шаблон: room group / 62

Химические свойства

При быстром нагревании на воздухе дифторид ксенона распадается на ксенон и фтор. Несмотря на отрицательную энтальпию образования (Δ _f H 0 = -163 кДж · моль -1 ), эта реакция протекает взрывно, так как происходит большое увеличение объема. Соединение может вступать во взрывоопасную реакцию с легковоспламеняющимися веществами, такими как ацетон , диметилсульфид , алюминиевый порошок , порошок магния, а также с жиром или бумагой. Соединение реагирует с водородом при температуре от 300 ° C до 400 ° C с образованием ксенона и фтороводорода.

Дифторид ксенона действует как донор фторида в реакции переноса фторида по отношению к сильным кислотам Льюиса . В зависимости от соотношения компонентов смеси с пентафторидами мышьяка , сурьмы , висмута , рутения , иридия и платины образуются различные ионные соединения.

Соединение без диссоциации растворяется в воде и имеет период полураспада 7 часов при 0 ° C.

Молекулярная геометрия

Согласно модели VSEPR , молекула дифторида ксенона имеет линейную структуру с валентным углом (F - Xe - F) около 180 °. В газообразном состоянии длина связи составляет 197,7 пм .

Дифторид ксенона имеет точечную группу D _{∞h в} качестве симметрии молекулы .

использовать

Фторид ксенона (II) используется как мощный окислитель и фторирующий агент в органическом синтезе. Соответствующие фторалканы могут быть получены из алифатических карбоновых кислот посредством реакции фтордекарбоксилирования .

Ароматическая связь C - H может быть напрямую замещена фтором посредством электрофильного фторирования. Направляющий эффект замещения определяется согласно правилам электрофильного ароматического замещения . Например, анизол предпочтительно фторирован в орто- и пара- положениях, нитробензол - в мета- положении. Метилфенилсульфид дает дифторированный продукт в реакции с дифтором ксенона.

Фтор можно добавлять к алкенам с помощью дифторида ксенона . С этеном смесь продуктов, полученных из 45% 1,2-дифторэтана, 35% 1,1-дифторэтана и 1,1,2-трифторэтана . Реализация более избирательна с бутадиеном . В результате получается 87% продукта 1,2-присоединения. Реакция с 2,3-диметилбутадиеном дает только 1,2-дифтор-2,3-диметил-3-бутен.

Реакция с ароматическими кетонами и альдегидами в присутствии каталитических количеств фтороводорода или тетрафторида кремния приводит к перегруппировке до дифторзамещенных простых эфиров. В присутствии трифторида бора эту перегруппировку не проводят, а затем происходит фторирование ароматического соединения.

С трифторуксусной кислотой образуются нестабильные эфиры (CF ₃ COO) ₂ Xe и (CF ₃ COO) XeF, разложение которых приводит в первую очередь к трифторметильным радикалам, а затем к гексафторэтану . В присутствии ароматических или гетероароматических соединений они могут быть трифторметилированы .

Смесь фторида магния и ксенона (II) интересна как высокоэнергетический материал и горит пламенем 2575 К.

Другие соединения благородных газов

Иногда могут быть получены другие соединения ксенона (особенно хлориды, оксиды), а также соединение криптона дифторид криптона (KrF ₂ ). Предполагается также, что параллельно с ксеноном должны присутствовать различные оксиды и галогениды радона . По сравнению с дифторидом ксенона большинство соединений благородных газов гораздо более нестабильны и часто очень взрывоопасны. Реакционная способность благородных газов предположительно возрастает с увеличением атомной массы, так что теоретически дифторид радона должен быть несколько более стабильным, чем XeF ₂ .

Смотри тоже

веб ссылки

литература

Мелита Трамсек, Борис Земва: Синтез, свойства и химия фторида ксенона (II). В: Acta Chim. Слов.Том 53, № 2, 2006 г., стр. 105-116. (PDF)
Фторид ксенона (II). в энциклопедии реагентов для органического синтеза e-EROS , 1999-2013, John Wiley and Sons.

Индивидуальные доказательства

Эта страница последний раз была отредактирована 24 июля 2021 в 17:40.

Для разделения природных изотопов урана их смесь фторируют и образующиеся ²³⁵UF6 и ²³⁸UF6 в газообразном состоянии подвергают многократной диффузии через пористые перегородки. На отдельных этапах производства ядерного горючего используются и другие гексафториды.

Поэтому изучением их занимались многие исследователи. В настоящее время подробно изучены гексафториды двух десятков элементов. Их химические свойства очень различны, во для всех характерны низкие температуры плавлении и высокая летучесть при обычных условиях.

Как следствие интереса к фтору и гексафторидам интенсивное развитие получила химия и технология этих веществ. Гораздо более безопасной стала во второй половине XX в. техника работы со фтором; привычными элементами заводского и лабораторного оборудования стали фторопроводы.

Синтезом и изучением гексафторидов металлов VIII группы занимался канадский химик Нейл Бартлетт. Среди полученных им препаратов особое внимание привлек гексафторид платины как чрезвычайно сильный окислитель; его сродство к электрону составляет 170 ккал/моль, что почти вдвое больше, чем у фтора; а ведь фтор — самый активный окислитель среди всех элементов.

Именно это свойство и позволило Бартлетту в 1961 г. довольно легко получить соединение PtF6 с кислородом, причем в этой реакции кислород играл редкую для него роль восстановителя — донора электронов; формула этого соединения записывается как О⁺2 [PtF6]⁻, где O⁺2 — диоксигенил-катион.

Вот тут и осенила молодого ученого мысль столь же дерзкая, сколь и простая: что если в названной реакции кислород заменить на ксенон? Основание к этому было: потенциалы ионизации у кислорода и ксенона близки, у ксенона даже меньше; 12, 20 и 12, 13 эВ соответственно. Можно было надеяться, что оторвать электрон у молекулы ксенона будет не труднее, чем у молекулы кислорода.

Бартлетт смешивал под давлением газообразный ксенон с гексафторидом платины как газообразным, так и пылевидным. Результат оказался ошеломляющим; уже при комнатной температуре на стенках реакционного сосуда выросли оранжево-желтые кристаллы.

Приве!! хоть кто-нибудь есть для помощи щас с этим вопросом?
Учитывая значения электроотрицательностей элементов, составьте химические формулы и укажите сдвиг общих связывающих электронных нар в соединениях: а) кальция с водородом; б) лития с азотом; в) кислорода с фтором; г) углерода с серой; д) углерода с алюминием.

а) кальций с водородом: Са — 1,0; Н — 2,1.

б) литий с азотом: Li — 1,0; N — 3,0.

в) кислород с фтором: О — 3,5; F — 4,0.

г) углерод с серой: С — 2,5; S — 2,5.

д) углерода с алюминием: А1 — 1,5; С — 2,5.

Читайте также: