Heksafluoroantymonian trifluoroksenonu

Heksafluoroantymonian trifluoroksenonu
Nazewnictwo
	Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
addyt.	dla [XeF; 3]+; [SbF; 6]−; : heksafluorydoantymonian(1−) trifluorydoksenonu(1+)
	Inne nazwy i oznaczenia
	heksafluoroantymonian(V) trifluoroksenonu(IV), daw. sześciofluoroantymonian(V) trójfluoroksenonu(IV), sześciofluoroantymonian trójfluoroksenonu
	Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	XeSbF; 9
Inne wzory	XeF; 3SbF; 6, [XeF; 3]+; [SbF; 6]−; , XeF; 4·SbF; 5
Masa molowa	424,04 g/mol
Wygląd	jasnożółtozielone kryształy
	Identyfikacja
Numer CAS	39797-63-2
Właściwości
	Gęstość
	3,92 g/cm³; ciało stałe
Temperatura topnienia	ok. 110 °C
Niebezpieczeństwa
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Wiarygodne źródła oznakowania tej substancji; według kryteriów GHS są niedostępne.
	Podobne związki
Podobne związki	[Xe; 2F; 3]+; [AsF; 6]−; , [XeF; 5]+; [AsF; 6]−; , [XeF; 3]+; [Sb; 2F; 11]−;
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Heksafluoroantymonian trifluoroksenonu, [XeF
3]+
[SbF
6]−
– nieorganiczny związek chemiczny ksenonu na IV stopniu utlenienia z fluorem i antymonem. Ma on charakter soli, w której kationem jest [XeF
3]+
, a anionem [SbF
6]−
.

Historia

W 1963 roku podjęto próbę syntezy nowych związków ksenonu poprzez rozpuszczanie tetrafluorku ksenonu (XeF
4) w ciekłym pentafluorku antymonu (SbF
5). Reakcji towarzyszyło wydzielanie gazu, a po odparowaniu rozpuszczalnika otrzymano żółte ciało stałe, którym nie okazał się jednak oczekiwany związek ksenonu(IV), lecz ksenonu(II) – undekafluorodiantymonian fluoroksenonu (XeF
2·2SbF
5)^[2]. Późniejsze prace wykazały, że produkt ten powstał z powodu użycia XeF
4 zanieczyszczonego XeF
2^[3]^[4], natomiast towarzyszący gaz był efektem obecności innych zanieczyszczeń^[4]. Dane analityczne wskazujące na powstawanie kompleksu XeF
4 z SbF
5 w roztworze tych dwóch substancji opublikowano w 1966 roku – przypisano mu skład XeF
4·2SbF
5, jednak nie wyizolowano go z mieszaniny poreakcyjnej^[5]^[3]. Związek o takim składzie został otrzymany w czystej formie i scharakteryzowany w roku 1971 w wyniku odparowania pod zmniejszonym ciśnieniem nadmiaru SbF
5 z roztworu XeF
4 w tej cieczy. Potwierdzono przy tym stosunek 1:2 XeF
4 i SbF
5 oraz wykazano, że związek ma charakter soli z kationem [XeF
3]+
^[6].

W 1973 roku grupa Neila Bartletta poinformowała o udanej syntezie adduktu 1:1, tj. XeF
4·SbF
5 dwiema metodami: w wyniku reakcji XeF
4·2SbF
5 z XeF
4 w stosunku molowym 1:1 oraz przez stopienie równomolowych ilości XeF
4 i SbF
5. W obu przypadkach powstała jasnożółtozielona sól o temperaturze topnienia 109–113 °C^[7]. Jej skład i budowa zostały potwierdzone metodami rentgenografii strukturalnej, spektroskopii Ramana i dyfraktometrii proszkowej^[7]^[8].

Otrzymywanie i odmiany krystaliczne

Heksafluoroantymonian trifluoroksenonu jest substancją dimorficzną; można go uzyskać w wysokotemperaturowej formie α i niskotemperaturowej formie β^[4].

Forma α

Addukt α-XeF
4·SbF
5 można otrzymać przez ogrzewanie w atmosferze suchego azotu równomolowych ilości XeF
4·2SbF
5 i XeF
4, a następnie ochłodzenie do temperatury pokojowej^[7]. Alternatywna metoda polega na ogrzewaniu XeF
4·2SbF
5 z nadmiarem XeF
4 w temperaturze 80 °C, a następnie próżniowym odparowaniu nadmiaru tetrafluorku ksenonu w tej samej temperaturze^[3]. W obu przypadkach powstaje wysokotemperaturowa odmiana α związku^[3]^[4]:

XeF
4 + [XeF
3][Sb
2F
11] → 2α-[XeF
3][SbF
6]

Heksafluoroantymonian trifluoroksenonu α można otrzymać także przez stapianie równomolowych ilości tetrafluorku ksenonu i pentafluorku antymonu^[7]:

XeF
4 + SbF
5 → α-[XeF
3][SbF
6]

Forma β

Niskotemperaturowa forma β powstaje w wyniku krystalizacji odmiany α z ciekłego bezwodnego fluorowodoru poprzez powolne odparowanie rozpuszczalnika w temperaturze −10 °C. Formę tę można otrzymać także bezpośrednio, w wyniku reakcji nadmiaru XeF
4 z SbF
5 (w stosunku molowym 3,4 : 1) w ciekłym bezwodnym fluorowodorze w temperaturze 0 °C, a następnie odparowanie pozostałego XeF
4 i rozpuszczalnika w temperaturze pokojowej^[8].

Opublikowane parametry krystalograficzne różnią się nieco między sobą:

układ jednoskośny, a = 5,50, b = 15,50, c = 8,945 Å (wszystkie ± 0,01 Å), β = 102,9 ± 0,3°, V = 743,3 Å³, Z = 4, d_c = 3.81 g·cm⁻³^[7]

układ jednoskośny, a = 5,394(1) Å, b = 15,559(2) Å, c = 8,782(1) Å, β = 103,10(l)°, V = 717,85 Å³, Z = 4, d_c = 3,92 g·cm⁻³, F(000) = 744 i μ(Mo Kα) = 87,6 cm⁻³^[8].

Właściwości

Heksafluoroantymonian trifluoroksenonu tworzy (w formie β) jednoskośne kryształy^[1]^[8] barwy jasnożółtozielonej^[7]^[8] lub żółtozielonej o gęstości 3,92 g/cm³. Temperatura topnienia wynosi około 110 °C^[1] (109–113 °C^[7]). Temperatura przemiany odmiany krystalicznej β w odmianę α wynosi 95 °C, a w temperaturze pokojowej odmiana α ulega samorzutnej przemianie w postać niskotemperaturową β w ciągu 2–3 dni. Obie formy zostały scharakteryzowane za pomocą spektroskopii Ramana^[7]^[9].

W przeciwieństwie do analogicznych pochodnych difluorku ksenonu^[3], [XeF
3]+
[SbF
6]−
w obecności nadmiaru XeF
4 nie tworzy adduktów bogatszych w tetrafluorek ksenonu^[7].

Przypisy

↑ ^a ^b ^c ^d CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R.D.R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 4-99, ISBN 978-0-8493-0488-0 (ang.).
↑ A.J. Edwards, J.H. Holloway, R.D. Peacock. New Fluorine Compounds of Xenon. „Proc. Chem. Soc.”, s. 275-276, 1963. DOI: 10.1039/PS9630000253.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e R.J. Gillespie, G.J. Schrobilgen. The XeF+
3, XeOF+
3, and XeO
2F+
Cations. Preparation and Characterization by Fluorine-19 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. „Inorg. Chem.”. 13 (10), s. 2370–2374, 1974. DOI: 10.1021/ic50140a015.
↑ ^a ^b ^c ^d Jamie Haner, Gary J. Schrobilgen. The Chemistry of Xenon(IV). „Chemical Reviews”. 115 (2), s. 1255–1295, 2015. DOI: 10.1021/cr500427p.
↑ B. Cohen, R.D. Peacock. Properties of xenon fluoride adducts. „Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry”. 28 (12), s. 3056–3057, 1966. DOI: 10.1016/0022-1902(66)80037-4.
↑ R.J. Gillespie, B. Landa, G.J. Schrobilgen. Trifluoroxenon(IV) μ-fluoro-bispentafluoroantimonate(V): the XeF+
3 cation. „Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications”, s. 1543–1544, 1971. DOI: 10.1039/C29710001543.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ D.E. McKee, C.J. Adams, Neil Bartlett. Preparation and Raman spectra of the salts [XeF+
3][SbF−
6], [XeF+
3][Sb
2F−
11], [XeOF+
3][SbF−
6] and [XeOF+
3][Sb
2F−
11]. „Inorganic Chemistry”. 12 (8), s. 1722–1725, 1973. DOI: 10.1021/ic50126a003.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e P. Boldrini, R. J. Gillespie, P. R. Ireland, G. J. Schrobilgen. Crystal Structure of XeF+
3SbF−
6. „Inorg. Chem.”. 13 (7), s. 1690–1694, 1974. DOI: 10.1021/ic50137a030.
↑ R.J. Gillespie, B. Landa, G.J. Schrobilgen. Raman Spectral Studies of α-XeF+
3SbF−
6, β-XeF+
3SbF−
6, XeF+
3Sb
2F−
11, XeF+
3AsF−
6, XeOF+
3SbF−
6, XeOF+
3Sb
2F−
11, and XeO
2F+
Sb
2F−
11. „Inorganic Chemistry”. 15 (6), s. 1256–1263, 1976. DOI: 10.1021/ic50160a003.

[CRC-1] CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R.D.R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 4-99, ISBN 978-0-8493-0488-0 (ang.).

[Edwards-2] A.J. Edwards, J.H. Holloway, R.D. Peacock. New Fluorine Compounds of Xenon. „Proc. Chem. Soc.”, s. 275-276, 1963. DOI: 10.1039/PS9630000253.

[Gillespie_1974-3] R.J. Gillespie, G.J. Schrobilgen. The XeF+
3, XeOF+
3, and XeO
2F+
Cations. Preparation and Characterization by Fluorine-19 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. „Inorg. Chem.”. 13 (10), s. 2370–2374, 1974. DOI: 10.1021/ic50140a015.

[Haner-4] Jamie Haner, Gary J. Schrobilgen. The Chemistry of Xenon(IV). „Chemical Reviews”. 115 (2), s. 1255–1295, 2015. DOI: 10.1021/cr500427p.

[Cohen-5] B. Cohen, R.D. Peacock. Properties of xenon fluoride adducts. „Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry”. 28 (12), s. 3056–3057, 1966. DOI: 10.1016/0022-1902(66)80037-4.

[Gillespie_1971-6] R.J. Gillespie, B. Landa, G.J. Schrobilgen. Trifluoroxenon(IV) μ-fluoro-bispentafluoroantimonate(V): the XeF+
3 cation. „Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications”, s. 1543–1544, 1971. DOI: 10.1039/C29710001543.

[Bartlett_1973-7] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ D.E. McKee, C.J. Adams, Neil Bartlett. Preparation and Raman spectra of the salts [XeF+
3][SbF−
6], [XeF+
3][Sb
2F−
11], [XeOF+
3][SbF−
6] and [XeOF+
3][Sb
2F−
11]. „Inorganic Chemistry”. 12 (8), s. 1722–1725, 1973. DOI: 10.1021/ic50126a003.

[Gillespie_1974_Crystal-8] P. Boldrini, R. J. Gillespie, P. R. Ireland, G. J. Schrobilgen. Crystal Structure of XeF+
3SbF−
6. „Inorg. Chem.”. 13 (7), s. 1690–1694, 1974. DOI: 10.1021/ic50137a030.

[Gillespie_1976-9] R.J. Gillespie, B. Landa, G.J. Schrobilgen. Raman Spectral Studies of α-XeF+
3SbF−
6, β-XeF+
3SbF−
6, XeF+
3Sb
2F−
11, XeF+
3AsF−
6, XeOF+
3SbF−
6, XeOF+
3Sb
2F−
11, and XeO
2F+
Sb
2F−
11. „Inorganic Chemistry”. 15 (6), s. 1256–1263, 1976. DOI: 10.1021/ic50160a003.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]