Гексафтори́д ксено́на — XeF ₆ , бинарное неорганическое химическое соединение ксенона с фтором , представляющее собой при комнатной температуре бесцветные кристаллы. Формально является высшим фторидом ксенона. Обладает чрезвычайно высокой химической активностью, агрессивностью.

Физико-химические свойства

Свойство	Значение
Диэлектрическая проницаемость (при 55 °C)	4,1
Энтальпия образования (298К, в газовой фазе)	−277,2 кДж/моль
(298К, в газовой фазе)	387,242 Дж/(моль·К)
Теплоёмкость (298К, в газовой фазе)	131,168 Дж/(моль·К)
Энтальпия плавления	5,74 кДж/моль
Энтальпия возгонки	60,8 кДж/моль

Получение

• Обычно гексафторид получают длительным нагревом дифторида ксенона (XeF ₂ ) при 300°C под давлением 60 атм( в качестве катализатора используется фторид никеля):

${\displaystyle {\mathsf {3XeF_{2}\rightarrow 2Xe+XeF_{6}}}}$

• Однако известный советский учёный академик Легасов впервые в мире осуществил каталитический синтез гексафторида ксенона из простых веществ:

${\displaystyle {\mathsf {Xe+3F_{2}\rightarrow XeF_{6}}}}$

Строение

Исследование кристаллической структуры гексафторида ксенона заняло долгие годы, однако в результате применения современных физико-химических методов исследования удалось выявить шесть различных кристаллических модификаций. Например, при исследовании изотопно обогащённого соединения ¹²⁹ Xe ¹⁹ F ₆ методом ¹⁹ F- ЯМР -спектроскопии было установлено, что при стандартных условиях четыре атома ксенона находятся в одинаковом электронном окружении из 24 атомов фтора.

Достаточно хорошо изучены 3 кристаллические структуры вещества:

№	Температура перехода, °C	Строение
1	>10	Моноклинная, 8 XeF 6 в ячейке
2	10÷-25	Орторомбическая, 16 XeF 6 в ячейке
3	−25	Моноклинная, 64 XeF 6 в двойной ячейке

Химические свойства

Водой бурно гидролизуется до триоксида ксенона и плавиковой кислоты в три этапа. Все промежуточные продукты гидролиза выделены в индивидуальном состоянии:

${\displaystyle {\mathsf {XeF_{6}+H_{2}O\rightarrow XeOF_{4}+2HF}}}$

${\displaystyle {\mathsf {XeOF_{4}+H_{2}O\rightarrow XeO_{2}F_{2}+2HF}}}$

${\displaystyle {\mathsf {XeO_{2}F_{2}+H_{2}O\rightarrow XeO_{3}+2HF}}}$

При растворении в жидком фтороводороде происходит частичная диссоциация:

${\displaystyle {\mathsf {XeF_{6}+HF\rightleftarrows XeF_{5}^{+}+HF_{2}^{-}}}}$

Гексафторид ксенона является достаточно сильной кислотой Льюиса . В присутствии фторид-ионов возможно протекание следующих реакций:

${\displaystyle {\mathsf {XeF_{6}+F^{-}\rightarrow [XeF_{7}]^{-}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {[XeF_{7}]^{-}+F^{-}\rightarrow [XeF_{8}]^{2-}}}}$

Например, вещество легко реагирует с фторидами щелочных металлов (кроме LiF ):

${\displaystyle {\mathsf {XeF_{6}+RbF\rightarrow Rb[XeF_{7}]}}}$

Однако при нагревании таких солей выше 50 °C происходит разложение:

${\displaystyle {\mathsf {2RbXeF_{7}\rightarrow XeF_{6}+Rb_{2}[XeF_{8}]}}}$

Соединения состава M ₂ XeF ₈ достаточно устойчивы. Например, натриевое производное устойчиво до 100 °C, а цезиевое — до 400 °C.

С фторидами менее активных элементов гексафторид ксенона образует двойные соли , которые впервые получили ещё в 1967 году . Например, были получены 4XeF ₆ ·GeF ₄ , 2XeF ₆ ·GeF ₄ и XeF ₆ ·GeF ₄ , но получить аналогичное соединение с фторидом кремния не удалось, за счёт слабой основной функции SiF ₄ . Вещество также взаимодействует с BF ₃ и AsF ₅ в соотношении 1:1. При этом образуются белые устойчивые кристаллы, слаболетучие при комнатной температуре (давление паров составляет около 1 мм.рт.ст). XeF ₆ ·BF ₃ плавится при 80 °C с образованием жёлтой вязкой жидкости.

Также были сообщения о получении высшего фторида XeF ₈ из XeF ₆ и F ₂ , однако эти данные не подтвердились. Существование октафторида ксенона не возможно из-за размера атома ксенона : атомы фтора были бы очень близко расположены относительно друг друга, и сила отталкивания одноименных зарядов была бы больше энергии связи Xe-F.

Применение

• Гексафторид ксенона — мощный фторирующий агент.
• Возможно применение в качестве окислителя ракетного топлива .

Биологическая роль и токсичность

Фторид ксенона (VI) XeF ₆ ( гексафторид ксенона) очень ядовит , сильный окислитель. Предельно допустимая концентрация фторида ксенона (VI) составляет не более 0,05 мг/м³.

Примечания

Литература

• Holleman A.F., Wiberg E. Inorganic Chemistry. Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .
• Некрасов Б. В. Основы общей химии. В 2-х томах., М.: Химия, 1973 г.