Frage:
Wie ist die geometrische Konfiguration der vier Fluoratome während der Synthese von Xenontetrafluorid?
jonsca
2012-05-04 17:08:59 UTC
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Neil Bartlett (1932–2008) synthetisierte 1962 erstmals $ \ ce {XeF4} $ (und $ \ ce {XeF6} $). In der -Synthese, Eine Nickelkammer wird verwendet und auf 400 ° C erhitzt, was zur Bildung von $ \ ce {NiF4} $ führt, von dem Wikipedia behauptet, dass es nicht Teil der Reaktion ist.

Aufgrund der Natur des Edelgases Xenon könnte man sich vorstellen, dass die Fluore gleichzeitig auf das $ \ ce {Xe} $ -Atom "gezwungen" werden müssten, ansonsten bei jedem Außerdem wäre das Molekül energetisch noch weniger wahrscheinlich. Ich habe versucht festzustellen, in welcher geometrischen Form sich die vier Fluoratome konfigurieren würden, um diese Addition zu ermöglichen.

Ich hatte zunächst angenommen, dass das Nickel als Katalysator verwendet wird und die Fluoratome entnommen werden können seine Oberfläche dementsprechend, aber dies stimmt nicht mit der Beschreibung der obigen Synthese überein. Gemäß der folgenden Antwort beruht eine Synthese des Moleküls auf der Bildung von Fluoridradikalen an einem Katalysator, aber es ist mysteriös, dass die obige Synthese dies nicht erwähnt.

Angenommen, es gibt keinen Katalysator, wie sind die Fluoratome? bei 400 ° C orientiert, um die Zugabe von 2 Molekülen vermutlich zur gleichen Zeit zu ermöglichen?

  F - F. .. .F - F  

( und ist das überhaupt möglich?)

Einer antworten:
#1
+7
Richard Terrett
2012-05-04 17:37:04 UTC
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Die Antwort scheint genau dort in den Details der verknüpften Synthese zu liegen - das Nickel ist nicht katalytisch und dient nur dazu, eine passivierte Oberfläche zu erzeugen, die sich in der Hochtemperatur-Fluoratmosphäre nicht abbaut.

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Die Darstellung wird dicker! Dieses Papier legt nahe, dass Xenon tatsächlich Fluor vom passivierten Nickel abstrahiert Fluoridoberfläche aufgrund der beobachteten Kinetik nullter Ordnung, was Jonscas ursprünglicher Schlussfolgerung, dass Ni katalytisch ist, eine ernsthafte Glaubwürdigkeit verleiht. Dies wird weitere Untersuchungen erfordern ...

Sie haben Recht damit, ich habe die Frage bearbeitet. Wie sieht dann das $ F {_2} $ aus?
$ \ ce {F_ {2}} $ ist ein zweiatomiges Gas. Beachten Sie, dass sich $ \ ce {Xe} $ in den entsprechenden Fluoriden in der Oxidationsstufe +4 oder +6 befindet. Housecroft und Sharpe, S. 496, beschreiben eine Synthese von Xenonfluoriden mit UV-Bestrahlung oder elektrischer Entladung. Dies würde mir eine homolytische Spaltung von $ \ ce {F_ {2}} $ nahe legen, gefolgt von einem radikalen Angriff von $ \ ce {F ^ {\ cdot}} $ auf $ \ ce {Xe} $.
Ah, okay, ich nahm an, dass die Fluore alle als Paket kamen. Ich weiß nichts über anorganische Stoffe, also danke, dass Sie darauf hingewiesen haben. Wenn Sie Ihre Antwort entsprechend bearbeiten, akzeptiere ich sie.
@jonsca - Ich muss bestätigen, dass die Reaktion tatsächlich so verläuft, aber es macht für mich Sinn.
@jonsca - Ich habe ein bisschen über den Mechanismus gestöbert und ein interessantes Papier gefunden (ich kann nur von hier aus auf das Abstract zugreifen). Ich habe meiner Antwort einen Nachtrag hinzugefügt. Beachten Sie, dass Nickel nicht erforderlich ist, um die Reaktion zu starten.
Die F-F-Bindung beträgt 159 J / Mol und ist viel schwächer als Cl-Cl. Bei 400 ° C benötigen Sie also überhaupt keinen Katalysator. Es wird viele F-Atome geben (da "Fluoridradikale" korrekt genannt werden). Und nicht zuletzt eine Reaktion, wenn mehr als zwei Moleküle in der Gasphase nicht möglich sind.


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