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Edelgasverbinding

EIN Edelgasverbindung ist ein chemische Substanz in denen a Element aus Gruppe 18 der Periodensystem, das Edelgase, ist Teil der Verbindung.

Historische Hintergründe

Es wurde ursprünglich angenommen, dass die Edelgase konnten keine Verbindungen herstellen, da sie voll sind Valenzschale wodurch sie chemisch stabil und unreaktiv werden.

Alle Edelgase, außer Helium, haben eine volle äußere so und pElektronenhülle, Verbindungen werden daher nicht leicht gebildet. Aufgrund der hohen Ionisationspotential und ein Elektronegativität eine Reaktivität von Nullpunkt ist von nahezu Null aus nicht zu erwarten.

Linus Pauling 1933 vorhergesagt, dass vor allem die schwereren Edelgase Verbindungen mit Fluor und Sauerstoff. Auf den Spuren von Mendelejew (Prädiktor des Elements Germanium auf der Grundlage des Gesetzes in der Periodensystem, sagte Pauling die Existenz von Krypton- und Xenonhexafluorid (KrF6 und XeF6), XeF8 könnte eine instabile Verbindung sein und Perxenonsäure würde Perxenate Formen.[1][2] Die Vorhersagen haben sich als ziemlich genau erwiesen. Laut Pauling ist XeF8 nicht nur thermodynamisch, aber auch kinetisch instabil sein.[3] Bis jetzt (2006) sind sie noch unbekannte Verbindungen.

Die schwereren Edelgase haben mehr Elektronenhüllen als die leichteren. Dadurch haben die Elektronen in den äußeren Schalen einen geringeren effektive Kernladung Erfahrung, die die Ionisationspotential Tropfen. Das Ergebnis ist ein ausreichend niedriges Ionisationspotential, um elektronegativ Elemente, Fluor und Sauerstoff, um stabile Verbindungen zu bilden.

Clatraten

Bis 1962 die einzigen Verbindungen der Edelgase klatrate, einschließlich Hydrat. Andere Gruppen von Verbindungen, wie z compexen, waren nur raus spektroskopische Informationen bekannt.[2] Clatrate (auch Käfigverbindungen genannt) sind Edelgasverbindungen, bei denen das Edelgasatom in Räumen eines Kristallgitters oder im Inneren bestimmter organisch Moleküle. Die Hauptbedingung ist, dass die Größe des Gastatoms (des Edelgases) in den freien Raum im Kristall passt. Beispielsweise Argon, Krypton und Xenon kann mit β-Chinol ein Clathrat bilden, Helium und Neon- kann nicht, weil sie zu klein sind.

Clatrate wurden bei der Trennung von Helium und Argon von den anderen Edelgasen verwendet. Clathrate werden auch beim Transport von Argon, Krypton und Xenon verwendet. Da die Clathrate im Gegensatz zu den Edelgasen Feststoffe sind, erhöhen sie auch die Sicherheit erheblich: a 85Kr-Clathrat ist eine sichere Quelle für Betastrahlung, während ein 133Xe-Clathrat ist eine nützliche Quelle für gamma Strahlen Formen.

Koordinationsverbindungen

Es gibt eine Reihe von Behauptungen für die Existenz von Ar BF3Komplexe bei niedriger Temperatur, aber diese wurden nicht bestätigt. WHe . sind auch2 und HgHe2 als Reaktionsprodukt während eines Elektronenbeschusses berichtet. Spätere Studien weisen jedoch in die Richtung der Adsorption Helium auf der Metalloberfläche und keine echte chemische Verbindung.

Hydratisiert

Hydrate werden gebildet, indem die Edelgase mit Wasser unter Druck zusammengebracht werden. Es wird angenommen, dass die Starken Dipol Wasser induziert einen schwachen Dipol im Edelgas, wonach Dipol-Dipol-Wechselwirkung wird möglich. Auch hier bestehen Zweifel an der realen Existenz als chemischer Stoff. Schwerere Atome reagieren empfindlicher auf Induktion, daher Xe 6H2O wäre das stabilste Hydrat.

Reale Verbindungen von Edelgasen

Die erste echte Verbindung eines Edelgases wurde 1962 von Neil Bartlett. Bei einem seiner Experimente wurde festgestellt, dass die sehr starken OxidationsmittelPlatin(VI)fluorid war in der Lage Ö2 zu ionisieren Ö2. Weil die Ionisationsenergie für O .s Antwort2 auch2 (1165 kJmol−1) ist fast gleich dem von Xe zu Xe (1170 kJmol−1) versuchte er, wie die Reaktion zwischen Xe und PtF6 auslaufen würde. Es entstand ein kristallines Produkt, Xenonhexafluoroplatinat, die als Formel Xe . angenommen wurde[PtF6]− wäre.[2][4]Später zeigte sich, dass es sich tatsächlich um eine komplexere Verbindung handelte: sowohl XeFPtF6 als XeFPt2f11 gehörten dazu.[5] Dies war jedoch die erste echte Verbindung eines Edelgases.

Im September 1962, Howard Claasen eine einfache Verbindung eines Edelgases mit einem anderen beschriebenen Element, Xenontetrafluorid. Die Verbindung wurde gebildet, indem eine Mischung aus Xenon und Fluor einer hohen Temperatur ausgesetzt wurde.[6] Im November 1962, Rudolf Hoppe von der Universität Münster berichten, dass auch Xenon und Fluor zu Xenondifluorid reagieren kann.[7]

In den letzten Jahren wurden mehrere Edelgasverbindungen, insbesondere Xenon, hergestellt. Dies betrifft Fluoride (XeF2, XeF4, XeF6), Oxyfluoride (XeOF2, XeOF4, XeO2f2, XeO3f2, XeO2f4) und Oxide (XeO3 und XeO4). Xenondifluorid kann einfach hergestellt werden, indem man eine Mischung der gasförmigen Elemente dem Sonnenlicht aussetzt; Obwohl seit etwa 50 Jahren versucht wird, die beiden Gase miteinander zu vermischen, um sie zur Reaktion zu bringen, hatte niemand an diese einfache Reaktionsbedingung für diese Reaktion gedacht.

Radon antwortet mit Fluor bei welchem RnF2 entsteht. Diese Substanz gibt im festen Zustand ein gelbliches Licht (Radon ist radioaktiv. Krypton reagiert auch mit Fluor zu den entsprechenden KrF2. Im Jahr 2000 wurde die Entdeckung von HArF.[8] Von Helium und Neon- konventionelle Verbindungen sind nicht bekannt.

Im angeregten Zustand sind kurzlebige Verbindungen, exzimieren beschrieben, z.B. Xe2 und Halogenide wie XeCl2, die angewendet werden in Excimer-Laser.

Kürzlich für Xenon identifizierte eine Gruppe von Verbindungen des Typs XeO aangetoondXJa2 in welchem X = 1, 2 oder 3 und Y ist eine große Zahl elektronegativ Gruppen beinhaltet (-CF3, -C(SO2CF3)3, -N(SO2f)2, -N(SO2CF3)2, -OTeF5, -O(IO2f2), usw).

Die Zahl der einst als nicht reaktiv geltenden Verbindungen der Edelgase geht heute in die Tausende (2009). Anleihen zwischen von Xenon und Sauerstoff, Stickstoff-, Kohlenstoff sogar Gold sind beschrieben. Von Xenon ist Perxenonsäure beschrieben, verschiedene Halogenide und Komplexionen. Es gibt viele Ähnlichkeiten zwischen den Xenonverbindungen und den Verbindungen des Xenons im Periodensystem Jude. In der Verbindung Xe2jdm2f11 die Xe-Xe-Bindung bildet die längste bekannte Einfachbindung (308.71 Uhr).

Fulleren

Endohedrales Fulleren.png

Edelgase finden sich auch im Weltraum innerhalb von a Fulleren in einem Molekül passen. 1993 wurde festgestellt, dass wenn C when60 einem Druck von ca. 3 . ausgesetzt BarHelium oder Neon-, die Komplexe He@C60 und Ne@C60 gebildet wurden.[9] Unter diesen Bedingungen ist nur einer von etwa 650.000 C60 Moleküle mit a Helium-Atom. Bei höheren Drücken erhöht sich dieses Verhältnis auf etwa 0,1%. Auf die gleiche Weise können Sie auch Argon, Krypton und Xenon in den Käfig eines Fullerens gegeben werden. Eine Reihe von Reaktionsprodukten von He@C60 wurde beschrieben.[10]

Anwendungen

Die meisten Anwendungen von Edelgasverbindungen verwenden sie als Oxidationsmittel oder betonen die Speicherung von Edelgasen in konzentrierter Form. Xenonsäure ist ein wertvolles Oxidationsmittel, da es keine anderen Stoffe (Verunreinigungen) einbringt: Das Xenon verlässt das Reaktionsgemisch als Gas. Nur Ozon ist diesbezüglich ähnlich.[2] Das Perxenate sind noch bessere Oxidationsmittel und Xenonfluoride sind eine Gruppe starker fluoridierender Reagenzien.

RadioaktivIsotope von Krypton und Xenon schwer zu lagern sind und als Abfall ein Umweltproblem darstellen, sind Verbindungen dieser Stoffe einfacher zu handhaben als die elementaren Gase.[2]

Quellen