Фторид криптона(II) | это... Что такое Фторид криптона(II)? (original) (raw)

Фторид криптона(II)
Общие
Систематическое наименование	Фторид криптона(II)
Химическая формула	KrF2
Эмпирическая формула	F2Kr
Физические свойства
Отн. молек. масса	122 а. е. м.
Молярная масса	121,8 г/моль
Плотность	(при −78 °C) 3,3 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	(возгонка) −30 °C
Температура разложения	20 °C
Классификация
Рег. 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

• 1 Физико-химические свойства
  • 1.1 Растворимость
• 2 Строение и кристаллические модификации
• 3 Методы получения
  • 3.1 Активация электрическим разрядом
  • 3.2 Протонная бомбардировка
  • 3.3 Фотохимический метод
  • 3.4 Температурная активация
• 4 Химические свойства
• 5 Применение
  • 5.1 Хранение
• 6 Литература
• 7 См. также
• 8 Примечания
• 9 Ссылки

Физико-химические свойства

Растворимость

Строение и кристаллические модификации

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 является объёмноцентрированной тетрагональной со следующими параметрами ячейки:

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:

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 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

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

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 фторид криптона со скоростью до 6 граммов/час.[2]

Химические свойства

• 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):

Комплексы с SbF5 и AuF5 термически несколько стабильнее дифторида криптона.

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, хранят его в герметичных никелевых или алюминиевых ёмкостях (так как никель и алюминий пассивируются под действием KrF2) при температуре ниже 0 °C.

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

• Дифторид ксенона

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)

Ссылки

Дифторид криптона