Difluoreto de criptônio - Krypton difluoride

Difluoreto de criptônio
Fórmula esquelética de difluoreto de criptônio com uma dimensão
Modelo Spacefill de difluoreto de criptônio
Nomes
Nome IUPAC
Difluoreto de criptônio
Outros nomes
Fluoreto de criptônio Fluoreto de
criptônio (II)
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
UNII
  • InChI = 1S / KrF2 / c1-3-2 VerificaY
    Chave: QGOSZQZQVQAYFS-UHFFFAOYSA-N VerificaY
  • InChI = 1 / F2Kr / c1-3-2
    Chave: QGOSZQZQVQAYFS-UHFFFAOYAJ
  • F [Kr] F
Propriedades
F 2 Kr
Massa molar 121,795  g · mol −1
Aparência Cristais incolores (sólidos)
Densidade 3,24 g cm -3 (sólido)
Reage
Estrutura
Tetragonal centrado no corpo
P4 2 / mnm, No. 136
a  = 0,4585 nm, c  = 0,5827 nm
Linear
0 D
Compostos relacionados
Compostos relacionados
Difluoreto de xenônio
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

Difluoreto de criptônio , KrF 2 é um composto químico de criptônio e flúor . Foi o primeiro composto de criptônio descoberto. É um sólido volátil e incolor. A estrutura da molécula KrF 2 é linear, com distâncias Kr − F de 188,9 pm. Ele reage com ácidos de Lewis fortes para formar sais de KrF + e Kr
2
F+
3
cátions .

A energia de atomização de KrF 2 (KrF 2 (g) → Kr (g) + 2F (g) ) é 21,9 kcal / mol, dando uma energia média de ligação Kr-F de apenas 11 kcal / mol, o mais fraco de qualquer fluoreto isolável . Em comparação, a difluorina é mantida unida por uma ligação de 36 kcal / mol. Consequentemente, KrF 2 é uma boa fonte de flúor atômico extremamente reativo e oxidante. É termicamente instável, com uma taxa de decomposição de 10% por hora à temperatura ambiente. O difluoreto de criptônio é endotérmico, com um calor de formação de 14,4 ± 0,8 kcal / mol medido a 93 ° C.

Síntese

O difluoreto de criptônio pode ser sintetizado usando muitos métodos diferentes, incluindo descarga elétrica, fotoionização , fio quente e bombardeio de prótons. O produto pode ser armazenado a -78 ° C sem decomposição.

Descarga elétrica

Descarga elétrica foi o primeiro método usado para fazer difluoreto de criptônio. Também foi usado no único experimento já relatado para produzir tetrafluoreto de criptônio, embora a identificação do tetrafluoreto de criptônio tenha se mostrado mais tarde errada. O método de descarga elétrica envolve ter misturas 1: 1 a 2: 1 de F 2 com Kr a uma pressão de 40 a 60 torr e, em seguida, formar um arco de grandes quantidades de energia entre elas. Taxas de quase 0,25 g / h podem ser alcançadas. O problema com esse método é que ele não é confiável no que diz respeito ao rendimento.

Bombardeio de prótons

O uso de bombardeio de prótons para a produção de KrF 2 tem uma taxa máxima de produção de cerca de 1 g / h. Isso é conseguido bombardeando misturas de Kr e F 2 com um feixe de prótons operando a um nível de energia de 10 MeV e a uma temperatura de cerca de 133 K. É um método rápido de produzir quantidades relativamente grandes de KrF 2 , mas requer uma fonte de partículas α, que normalmente viriam de um ciclotron .

Fotoquímica

A síntese fotoquímica bem-sucedida de difluoreto de criptônio foi relatada pela primeira vez por Lucia V. Streng em 1963. Em seguida, foi relatada em 1975 por J. Slivnik. O processo fotoquímico para a produção de KrF 2 envolve o uso de luz ultravioleta e pode produzir em circunstâncias ideais 1,22 g / h. Os comprimentos de onda ideais para usar estão na faixa de 303–313 nm. A radiação UV mais forte é prejudicial à produção de KrF 2 . Usar vidro Pyrex ou Vycor ou quartzo aumentará significativamente o rendimento porque todos bloqueiam a luz ultravioleta mais forte. Em uma série de experimentos realizados por S. A Kinkead et al., Foi mostrado que um inserto de quartzo (corte de UV de 170 nm) produziu em média 158 mg / h, Vycor 7913 (corte de UV de 210 nm) produzido em em média 204 mg / he Pyrex 7740 (corte de UV de 280 nm) produziu em média 507 mg / h. É claro a partir desses resultados que a luz ultravioleta de alta energia reduz o rendimento significativamente. As circunstâncias ideais para a produção de KrF 2 por um processo fotoquímico parecem ocorrer quando o criptônio é um sólido e o flúor é um líquido, o que ocorre a 77 K. O maior problema com esse método é que ele requer o manuseio de F 2 líquido e o potencial de ser liberado se ficar superpressurizado.

Fio quente

O método de fio quente para a produção de KrF 2 usa criptônio em estado sólido com um fio quente correndo a alguns centímetros dele, à medida que o gás flúor passa pelo fio. O fio tem uma grande corrente, fazendo com que atinja temperaturas em torno de 680 ° C. Isso faz com que o gás flúor se divida em seus radicais, que podem então reagir com o criptônio sólido. Em condições ideais, sabe-se que atinge um rendimento máximo de 6 g / h. Para obter rendimentos ótimos, a distância entre o fio e o criptônio sólido deve ser de 1 cm, dando origem a um gradiente de temperatura de cerca de 900 ° C / cm. Uma grande desvantagem desse método é a quantidade de eletricidade que deve ser passada pelo fio. É perigoso se não for configurado corretamente.

Estrutura

β-KrF 2

O difluoreto de criptônio pode existir em uma de duas morfologias cristalográficas possíveis: fase α e fase β. β-KrF 2 geralmente existe acima de −80 ° C, enquanto α-KrF 2 é mais estável em temperaturas mais baixas. A célula unitária de α-KrF 2 é tetragonal centrada no corpo.

Química

O difluoreto de criptônio é principalmente um poderoso agente de oxidação e fluoração: por exemplo, pode oxidar o ouro ao seu estado de oxidação mais alto conhecido, +5. É mais poderoso até do que o flúor elementar devido à energia de ligação ainda mais baixa de Kr – F em comparação com F – F, com um potencial redox de +3,5 V para o par KrF 2 / Kr, tornando-o o agente oxidante mais poderoso conhecido, embora KrF
4
poderia ser ainda mais forte:

7 KrF
2
(g) + 2 Au (s) → 2 KrF+
AuF-
6
(s) + 5 Kr (g)

KrF+
AuF-
6
decompõe-se a 60 ° C em fluoreto de ouro (V) e gases criptônio e flúor:

KrF+
AuF-
6
AuF
5
(s) + Kr (g) + F
2
(g)

KrF
2
também pode oxidar diretamente o xenônio a hexafluoreto de xenônio :

3 KrF
2
+ Xe → XeF
6
+ 3 Kr

KrF
2
é usado para sintetizar o BrF altamente reativo+
6
cátion. KrF
2
reage com SbF
5
para formar o sal KrF+
SbF-
6
; o KrF+
cátion é capaz de oxidar tanto BrF
5
e ClF
5
para BrF+
6
e ClF+
6
, respectivamente.

KrF
2
é capaz de oxidar prata ao seu estado de oxidação +3 , reagindo com prata elementar ou com AgF para produzir AgF
3
.

A irradiação de um cristal de KrF 2 a 77 K com raios γ leva à formação do radical monofluoreto de criptônio, KrF •, uma espécie de cor violeta que foi identificada por seu espectro ESR . O radical, preso na rede cristalina, é estável indefinidamente a 77 K, mas se decompõe a 120 K.

Veja também

Referências

Leitura geral

links externos