Krypton(II) fluorid

Kryptondifluorid KrF 2 - těkavé bezbarvé krystaly , první otevřená sloučenina kryptonu. Vysoce reaktivní látka. Při zvýšených teplotách se rozkládá na fluor a krypton .

Fyzikální a chemické vlastnosti

Vlastnictví	Hodnota [1]
Entalpie tvorby (298 K, v plynné fázi)	60,2 kJ/mol
Entalpie tvorby (298 K, v pevné fázi)	15,5 kJ/mol
Entropie tvorby (300 K, v plynné fázi)	253,6 J/(mol K)
Entalpie sublimace	37 kJ/mol
Tepelná kapacita (300 K, v plynné fázi)	54,2 J/(mol K)

Rozpustnost

Solventní	Rozpustnost (g/100 g rozpouštědla)
Fluorid brom (20 °C)	81
Fluorovodík (20 °C)	195
Voda	interaguje

Struktura a krystalové modifikace

Kryptondifluorid může existovat v jedné ze dvou krystalových modifikací: α-formě a β-formě. β-KrF 2 je stabilní při teplotách nad -80 °C. Při nižších teplotách je α-forma stabilní.

Základní buňka krystalové mřížky β-formy je tetragonální s následujícími parametry buňky:

Parametr	Význam
A	0,458 nm
b	0,458 nm
C	0,583 nm
Prostorová grupová symetrie	P42 / mnm

Získávání metod

Kryptondifluorid lze získat mnoha způsoby z jednoduchých látek. Níže jsou uvedeny způsoby syntézy KrF2 za účelem zvýšení rychlosti získání produktu. Obecné reakční schéma je následující:

{\mathsf {Kr+F_{2}\rightarrow KrF_{2))}

Aktivace elektrickým výbojem

Tato metoda také částečně produkuje kryptontetrafluorid . Směs fluoru a kryptonu v poměru 1:1 až 1:2 pod tlakem 40 až 60 mm. rt. Umění. aktivuje se silným elektrickým výbojem (proud 30 mA , napětí 500-1000 V ). [2] Rychlost takové syntézy může dosahovat čtvrt gramu za hodinu, ale metoda je značně nestabilní a citlivá na vnější faktory. [3] [4]

Protonové bombardování

Pomocí bombardování směsi jednoduchých látek při teplotě 133 K protony urychlenými v poli 10 MV lze získat kryptondifluorid rychlostí asi jeden gram za hodinu. [2] Po dosažení určitého obsahu kryptondifluoridu ve směsi se však rychlost reakce výrazně zpomalí, až se syntéza zastaví v důsledku konkurenčního rozkladu reakčního produktu působením bombardování.

Fotochemická metoda

Fotochemický způsob získávání je založen na působení ultrafialového záření o vlnové délce 303-313 nm na směs fluoru a kryptonu. V tomto případě můžete získat produkt rychlostí 1,22 gramu za hodinu. [3] Tvrdší záření (s vlnovou délkou menší než 300 nm) aktivuje zpětný proces rozpadu difluoridu. Nejoptimálnější teplota je 77 K, při této teplotě je krypton v pevném stavu a fluor je v kapalném stavu.

Tepelná aktivace

Pevný krypton musí být v určité vzdálenosti od plynného fluoru, který se zahřívá až na 680 °C [2] , zatímco molekuly fluoru se rozkládají na volné radikály a fluor krypton oxiduje. Ohřev se provádí horkým drátem, přičemž díky prudkému teplotnímu spádu (až 900 stupňů/cm) je možné volit podmínky, za kterých krypton nepřechází do plynné fáze. Tato metoda může produkovat krypton fluorid rychlostí až 6 gramů za hodinu. [2]

Chemické vlastnosti

Při prudkém zahřátí se výbuchem rozkládá na jednoduché látky:

{\mathsf {KrF_{2}\rightarrow Kr+F_{2))}

Prudce reaguje s vodou (nad 10 °C explozivně):

{\mathsf {2KrF_{2}+2H_{2}O\rightarrow 2Kr+4HF+O_{2))}

Velmi silné fluorační činidlo. Interaguje s většinou prvků, zatímco vyšší fluoridy prvků a krypton se uvolňují jako produkty. Díky kryptondifluoridu jsou k dispozici takové jedinečné látky, jako je fluorid zlatý (AuF 5 ), tetrafluorid praseodym (PrF 4 ), soli hexafluorobromu (ВrF 6 + ), soli hexafluorochloru (ClF 6 + ), tetrafluoroamoniové soli (NF 4 + ) a některé další:

{\mathsf {2Au+5KrF_{2}\rightarrow 2AuF_{5}+5Kr))

Pro fluoraci organických sloučenin je téměř vždy nevhodná, protože fluorační reakce probíhá velmi rychle (často s explozí nebo zapálením) s velmi nízkou selektivitou (výtěžky do 5 % požadované látky). V tomto případě paralelně s fluorací probíhá konkurenční oxidační reakce, která obvykle probíhá destrukcí uhlíkového skeletu organické molekuly.

Ukazuje vlastnosti slabé Lewisovy báze . Například při interakci s Lewisovými kyselinami vznikají komplexní sloučeniny o složení [KrF] + [EF 6 ] - (zde lze jako prvek E použít Sb , Au , Pt a další kovy ):

{\mathsf {SbF_{5}+KrF_{2}\rightarrow [KrF][SbF_{6}]}}

Komplexy s SbF 5 a AuF 5 jsou tepelně poněkud stabilnější než kryptondifluorid.

Aplikace

Nejčastěji se používá jako fluorační činidlo v anorganické syntéze.
Zajímavou aplikací je výroba atomového fluoru.

Úložiště

Vzhledem k tomu, že kryptondifluorid je poměrně silné oxidační a fluorační činidlo, skladuje se v uzavřených niklových nebo hliníkových nádobách (protože nikl a hliník jsou pasivovány KrF 2 ) při teplotách pod 0 °C.

Literatura

Jolly W. I. Syntézy anorganických sloučenin. M: Mir., 440 s. — 1967
Nekrasov BV Základy obecné chemie. Ve 2 svazcích. M: Chemie, 1973

Viz také

xenon difluorid

Poznámky

↑ Rabinovich V.A., Khavin Z. Ya. "A Brief Chemical Reference" L.: Chemistry, 1977 str. 75.
↑ 1 2 3 4 Lehmann, John. F.; Mercier, Helene P.A.; Schrobilgen, Gary J. The chemistry of Krypton. Přehledy koordinační chemie. 2002, 233-234, 1-39.
↑ 1 2 Kinkead, SA; Fitzpatrick, JR; Foropoulos, J. Jr.; Kissane, RJ; Purson, D. Fotochemická a tepelná disociační syntéza kryptonového difluoridu. Anorganic Fluorine Chemistry: Toward the 21st Century, Thrasher, Joseph S.; Strauss, Steven H.: Americká chemická společnost. San Francisco, Kalifornie, 1994. 40-54.
↑ I. V. Nikitin a V. Ya. Rosolovsky, Uspekhi Khimiya, 39, 1161 (1970) .

Kryptonové sloučeniny

Krypton (II) fluorid (KrF2 )
Kryptondifluorid-xenonhexafluorid ( KrF2 * XeF6 )
Krypton(II) pentafluororthotellurát (Kr(OTeF 5 ) 2 )
Trifluordikrypton hexafluorantimoničnan(V) (Kr 2 F 3 [SbF 6 ])
Fluorocrypton hexafluoroaurát(V) (KrF[AuF 6 ])
Fluorokrypton hexafluorantimoničnan (V) (KrF[SbF 6 ])
Fluorokryptonundekafluordiantimonát(V) (KrF[Sb 2 F 11 ])
Fluorocrypton hexafluoroplatinate(V) (KrF[PtF 6 ])