Difluoreto de criptônio - Krypton difluoride
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Nomes | |||
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Nome IUPAC
Difluoreto de criptônio
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Outros nomes
Fluoreto de criptônio Fluoreto de
criptônio (II) |
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Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol )
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ChemSpider | |||
PubChem CID
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UNII | |||
Painel CompTox ( EPA )
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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
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Linear | |||
0 D | |||
Compostos relacionados | |||
Compostos relacionados
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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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verificar (o que é ?) | |||
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
2F+
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
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-
6decompõe-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
2também 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+
6cátion. KrF
2reage com SbF
5 para formar o sal KrF+
SbF-
6; o KrF+
cátion é capaz de oxidar tanto BrF
5e ClF
5 para BrF+
6 e ClF+
6, respectivamente.
KrF
2é 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
- Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química dos Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.