Дифтори́д крипто́на KrF2 — летучие бесцветные кристаллы, первое открытое соединение криптона. Весьма химически активное вещество. При повышенных температурах разлагается на фтор и криптон.
Физико-химические свойства Свойство Значение Энтальпия образования (298 К, в газовой фазе) 60,2 кДж/моль Энтальпия образования (298 К, в твёрдой фазе) 15,5 кДж/моль Энтропия образования (300 К, в газовой фазе) 253,6 Дж/(моль·К) Энтальпия возгонки 37 кДж/моль Теплоёмкость (300 К, в газовой фазе) 54,2 Дж/(моль·К)
Растворимость Растворитель Растворимость(г/100 г растворителя) Пентафторид брома (20 °C) 81 Фтороводород (20 °C) 195 Вода Взаимодействует
Строение и кристаллические модификации Дифторид криптона может существовать в одной из двух кристаллических модификаций: α-форма и β-форма. β-KrF2 устойчива при температурах выше −80 °C. При более низких температурах устойчива α-форма.
Элементарная ячейка кристаллической решетки β-формы является тетрагональной со следующими параметрами ячейки: Параметр Значение а 0,458 нм b 0,458 нм c 0,583 нм Пространственнаягруппа симметрии P42/mnm
Методы получения Дифторид криптона можно получить многими способами из простых веществ. Ниже рассмотрены методы синтеза KrF2 в порядке увеличения скорости получения продукта. Общая схема реакции следующая:
Активация электрическим разрядом При этом методе также частично образуется тетрафторид криптона. Смесь фтора с криптоном в соотношении от 1:1 до 1:2 под давлением от 40 до 60 мм рт. ст. активируется мощным электрическим разрядом (сила тока 30 мА, напряжение 500—1000 В). Скорость такого синтеза может достигать четверти грамма в час, однако метод нестабилен и чувствителен к внешним факторам.
Протонная бомбардировка Используя бомбардировку смеси простых веществ при температуре 133 К разогнанными в поле 10 МВ протонами, можно получить дифторид криптона со скоростью около одного грамма в час. Однако при достижении некоторого содержания дифторида криптона в смеси скорость реакции сильно замедляется вплоть до прекращения синтеза за счёт конкурирующего распада продукта реакции под действием бомбардировки.
Фотохимический метод Фотохимический метод получения основан на действии ультрафиолетового излучения с длиной волны 303—313 нм на смесь фтора и криптона. При этом можно получать продукт со скоростью 1,22 грамма в час. Более жёсткое излучение (с длиной волны менее 300 нм) активирует обратный процесс распада дифторида. Наиболее оптимальной температурой является 77 К, при этой температуре криптон находится в твёрдом состоянии, а фтор — в жидком.
Температурная активация Твёрдый криптон должен находиться на некотором расстоянии от газообразного фтора, который нагревается до 680 °C, при этом молекулы фтора распадаются на свободные радикалы, и фтор окисляет криптон. Нагревание ведётся раскалённой проволокой, при этом за счёт резкого градиента температуры (до 900 градусов/см) можно подобрать условия, при которых криптон не переходит в газовую фазу. Этим методом можно получать дифторид криптона со скоростью до 6 граммов/час.
Химические свойства При резком нагревании разлагается со взрывом на простые вещества:
Бурно реагирует с водой (выше 10 °C со взрывом):
Очень сильный фторирующий агент. Вступает во взаимодействие с большинством элементов, при этом в качестве продуктов выделяются высшие фториды элементов и криптон. Благодаря дифториду криптона, были получены такие уникальные вещества, как пентафторид золота (AuF5), тетрафторид празеодима (PrF4), соли гексафторброма (ВrF6+), соли гексафторхлора (ClF6+), соли тетрафтораммония (NF4+) и некоторые другие:
Для фторирования органических соединений практически всегда не пригоден, так как очень бурно протекает реакция фторирования (часто со взрывом или воспламенением) с очень низкой селективностью (выходы до 5 % необходимого вещества). При этом параллельно с фторированием протекает конкурирующая реакция окисления, которая обычно идет с деструкцией углеродного скелета органической молекулы. В растворе SO2ClF при −93 °C с трис(пентафтортеллуроксидом) бора B(OTeF5)3 даёт термически стабильное вещество Kr(OTeF5)2, содержащее связь Kr-O.
Проявляет свойства слабого основания Льюиса. Например, при взаимодействии с кислотами Льюиса образуются комплексные соединения состава [KrF]+[MF6]− и [Kr2F3]+[MF6]- (тут в качестве элемента M могут быть Sb, Au, Pt и другие металлы):
Комплексы с SbF5 и AuF5 термически несколько стабильнее дифторида криптона.
Соединения со связью Kr-N получают из нитрилов органических соединений при добавлении KrF2 и AsF5 в HF.
Применение Чаще всего применяется как фторирующий агент в неорганическом синтезе. Интересным применением является получение атомарного фтора.
Хранение Так как дифторид криптона является достаточно сильным окислителем и фторирующим агентом, хранят его в герметичных никелевых или алюминиевых ёмкостях (так как никель и алюминий пассивируются под действием KrF2) при температуре ниже 0 °C.
Литература
См. также Дифторид ксенона
Примечания
Категория:Соединения криптона К