Tetrafluoruro di xeno
| Tetrafluoruro di xeno | |
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| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | XeF4 |
| Massa molecolare (u) | 207,28 |
| Aspetto | solido incolore |
| Numero CAS | [] |
| Numero EINECS | |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 4,040 |
| Temperatura di fusione | 117 °C (390 K) |
| ΔfusH0 (kJ·mol−1) | 16,3 |
| Proprietà termochimiche | |
| ΔfH0 (kJ·mol−1) | −267,1 |
| ΔfG0 (kJ·mol−1) | −145,5 |
| S0m(J·K−1mol−1) | 167,0 |
| C0p,m(J·K−1mol−1) | 118,39 |
Il tetrafluoruro di xeno è il composto chimico di formula XeF4. Fu il primo composto binario di un gas nobile ad essere sintetizzato.[1]
Indice |
Struttura molecolare e configurazione elettronica [modifica]
Il tetrafluoruro di xeno in condizioni normali è un solido cristallino incolore. La struttura cristallina fu determinata nel 1963 tramite spettroscopia NMR e cristallografia a raggi X.[2][3] È un solido molecolare; la molecola ha forma planare quadrata, come confermato da studi di diffrazione neutronica,[4] in accordo con la teoria VSEPR, dato che lo xeno possiede due coppie di elettroni non condivise che si situano sopra e sotto il piano molecolare.
Sintesi [modifica]
Il tetrafluoruro di xeno si forma scaldando sotto pressione una miscela di fluoro e xeno in rapporto 1:5 in un contenitore di nichel a 400 °C:[1]
Xe + 2F2 → XeF4
Nella reazione si forma anche esafluoruro di xeno, XeF6; la quantità di quest'ultimo composto cresce aumentando la quantità di fluoro nella miscela iniziale. Il nichel non ha funzione di catalizzatore per la reazione; si usa un recipiente di nichel perché l'interno del recipiente reagendo con il fluoro si ricopre di una patina protettiva inerte di fluoruro di nichel.
Reattività [modifica]
Il tetrafluoruro di xeno puro è un solido incolore stabile a temperatura ambiente in assenza di umidità. XeF4 è tuttavia un composto molto reattivo, con forti capacità ossidanti e fluoruranti. Va evitato ogni contatto con sostanze organiche. In presenza di acqua idrolizza rapidamente formando xeno elementare, triossido di xeno, ossigeno e acido fluoridrico:[5]
6XeF4 + 12H2O → 4Xe + 2XeO3 +3O2 + 24HF
Questa reazione rappresenta un pericolo perché XeO3 può reagire in modo esplosivo.
Sciolto in HF anidro attacca il platino formando tetrafluoruro di platino:[6]
Pt + XeF4 → Xe + PtF4
Reagendo con il fluoruro di tetrametilammonio forma il pentafluoroxenato di tetrametilammonio, che contiene l'anione pentagonale XeF5-; lo stesso anione si forma anche per reazione col fluoruro di cesio:[7]
[N(CH3)4]F + XeF4 → [N(CH3)4]XeF5
CsF + XeF4 → CsXeF5
Reagendo con forti accettori di ioni F- come il pentafluoruro di bismuto e di antimonio forma addotti contenenti il catione XeF3+. Ad esempio:
XeF4 + BiF5 → [XeF3]+[BiF6]-
Il catione XeF3+ è stato identificato anche nel composto [XeF3]+[Sb2F11]- tramite spettroscopia NMR.[8]
XeF4 reagisce in eccesso di xeno a 400 °C formando difluoruro di xeno, XeF2, mentre in eccesso di fluoro a 300 °C si forma esafluoruro di xeno, XeF6.
Note [modifica]
- ^ a b H. H. Claassen, H. Selig e J. G. Malm (1962). Xenon Tetrafluoride. J. Am. Chem. Soc. 84 (18): 3593. DOI:10.1021/ja00877a042. URL consultato in data 2010-06-21.
- ^ T. H. Brown, E. B. Whipple, e Peter H. Verdier (1963). Xenon Tetrafluoride: Fluorine-19 High-Resolution Magnetic Resonance Spectrum. Science 140 (3563): 178. DOI:10.1126/science.140.3563.178. URL consultato in data 2010-06-21.
- ^ J. A. Ibers e W. C. Hamilton (1963). Xenon Tetrafluoride: Crystal Structure. Science 139 (3550): 106-107. DOI:10.1126/science.139.3550.10. URL consultato in data 2010-06-21.
- ^ J. H. Burns, P. A. Agron e H. A. Levy (1963). Xenon Tetrafluoride Molecule and Its Thermal Motion: A Neutron Diffraction Study. Science 139 (3560): 1208-1209. DOI:10.1126/science.139.3560.1208. URL consultato in data 2010-06-21.
- ^ S. M. Williamson e C. W. Koch (1963). Xenon Tetrafluoride: Reaction with Aqueous Solutions. Science 139 (3559): 1046–104. DOI:10.1126/science.139.3559.1046. URL consultato in data 2010-06-22.
- ^ C. L. Chernick, H. H. Claassen, P. R. Fields 1, H. H. Hyman, J. G. Malm, W. M. Manning, M. S. Matheson, L. A. Quarterman, F. Schreiner, H. H. Selig, I. Sheft, S. Siegel, E. N. Sloth, L. Stein, M. H. Studier, J. L. Weeks e M. H. Zirin (1962). Fluorine Compounds of Xenon and Radon. Science 138 (3537): 136-138. DOI:10.1126/science.138.3537.136. URL consultato in data 2010-06-22.
- ^ C. Harding, D. A. Johnson e R. Janes, Elements of the p block (Volume 9 of Molecular world), Royal Society of Chemistry, 2002, pp. 93. ISBN 0-85404-690-9
- ^ R. J. Gillespie, B. Landa e G. J. Schrobilgen (1971). Trifluoroxenon(IV)µ-fluoro-bispentafluoroantimonate(V): the XeF3+ cation. Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications: 1543–154. DOI:10.1039/C29710001543. URL consultato in data 2010-06-22.
Bibliografia [modifica]
- C. E. Housecroft; A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 2a ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2005. ISBN 0-13-039913-2
- N. N. Greenwood; A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2a ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997. ISBN 0-7506-3365-4
- J. G. Malm, H. Selig, J. Jortner e S. A. Rice (1965). The chemistry of xenon. Chem. Rev. 65 (2): 199-236. DOI:10.1021/cr60234a003. URL consultato in data 2010-06-22.
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