육플루오린화 제논
틀:위키데이터 속성 추적 틀:Chembox 육플루오린화 제논(Xenon hexafluoride, 화학식 XeF6)은 제논 1개 원자와 6개의 플루오린 원자가 결합한 비활성 기체 화합물이다. 알려진 제논의 플루오린화물은 전부 발열 과정으로 합성되며 상온에서 안정적이다. 이 중 육플루오린화 제논은 제논의 플루오린화물 중에서 가장 안정한 화합물이다. 상온에서는 무색의 고체 결정체이며 쉽게 황색 기체로 승화한다.
합성
육플루오린화 제논은 이플루오린화 제논(XeF2) 또는 제논-플루오린 1:20 이상의 플루오린이 압도적으로 많은 기체에서 300°C 기온에 6 MPa(60기압)으로 가하여 생성한다.[1]
이플루오린화 니켈(II)(NiF2)를 촉매로 할 경우 120°C의 상대적으로 기온에서 제논-플루오린 1:5 가량의 혼합 기체가 육플루오린화 제논으로 합성할 수 있다.[2]
구조
육플루오린화 제논은 XeF2나 XeF4와 달리 구조 분석 및 이론 연구에 수 년이 필요했다. 기체 상태에서 XeF6는 단량체 상태이다. 원자가껍질 전자쌍 반발 이론에서는 플루오린 리간드 6개와 고립된 전자쌍 하나가 있으므로 완벽한 8면체 대칭(Oh)을 이룰 것으로 예측했지만 실제로는 전자 회절 및 고도의 계산 결과 화학물의 점군이 3차원의 순환대칭(C3v)임을 보인다. Oh의 중요성은 그리 높지 않아 에너지 표면 최소값은 매우 낮다. 비활성 기체 및 플루오린 화학을 연구하는 학자 콘라드 세펠트는 육플루오린화 제논의 구조가 "팔면체의 면과 모서리를 가로질러 이동하는 자유전자쌍의 영향으로 동적으로 살짝 찌그러진 모양"이라고 설명했다.[3]
129Xe와 19F의 핵자기 공명 분석에서는 사면체 모양으로 있는 4개의 제논 원자가 24개의 플루오린 원자와 요동하여 결합해 "톱니바퀴 매커니즘" 같은 방식으로 계속해서 위치를 옮기는 사합체 구조로 밝혀졌다.
틀:Chem의 결정체에는 총 6가지 구조가 있으며,[4] 이중에는 XeF틀:Su 이온이 F틀:Su 이온과 결합해 있는 상태인 모양도 있다.[5]
화학 반응
가수분해
육플루오린화 제논은 물과 반응해 가수분해하여 최종적으로는 삼산화 제논이 된다.[6]
- XeF6 + H2O → XeOF4 + 2 HF
- XeOF4 + H2O → XeO2F2 + 2 HF
- XeO2F2 + H2O → XeO3 + 2 HF
- XeF6 + 3 H2O → XeO3 + 6 HF
XeF6은 루이스 산으로 최대 1-2개의 플루오린 음이온과 결합한다.
팔플루오르제논화물
팔플루오린화 제논(VI) 이온(XeF틀:Su) 결정은 매우 안정하지만 400°C 이상의 온도에서는 분해된다.[7][8][9] 이 이온은 나이트로소늄염물인 팔프루오르제논화 나이트로소늄(VI) 단면 X선 계수기 결정 분석을 기반으로 엇사각기둥 모양일 것으로 추정된다.[10] 팔플루오르제논화물은 플루오린화 나트륨이나 플루오린화 칼륨과 반응시켜 만들 수 있다.[9]
마찬가지로, 덜 안정적이긴 하지만 세슘과 루비듐의 플루오린화물과 반응시켜 칠플루오르제논화물을 만들 수 있다.
칠플루오르제논화물을 각각 50°C와 20°C로 열분해하면 노란색의[11] 팔플루오르제논화물로 반응한다.[7][8][9]
이 결정체는 물에 녹으면 제논과 산소를 포함한 여러 기체로 방출된다.[9]
기타 플루오린화물
틀:Chem는 틀:Chem,[5]틀:Chem[12]와 같은 강력한 플루오린화기와 반응하여 XeF틀:Su 양이온을 만들어낸다.
각주
외부 링크
- 육플루오린화 제논 - NIST