四一氧化(化學式:XeOF4)是一種無色透明液體,易揮發,介電常數24.6,在-46.2℃以下為淺黃色固體。它是稀有氣體氙生成的鹵氧化物之一,屬于其中比較穩定的一個,可以長期儲存于制的容器中。四氟一氧化氙分子為四方錐構型,Xe-F鍵長1.902 ± 0.002 ?,Xe-O鍵長1.708 ± 0.007 ?。它有部分電離,加入氟化銫或氟化銣會使電導率劇烈增大。四氟一氧化氙可以通過六氟化氙的部分水解或與硅酸或NaNO3反應來合成。它是一種極度反應性的化合物,與水反應可以產生危險且腐蝕性的產物,包括氫氟酸,此外還會產生一氧化氧和氟。
分子結構
分子為四方錐形。氙在四個氟原子組成的平面之上,而氧原子在頂點與Xe相連接。鍵長(Xe-O)170pm,(Xe-F)190pm。鍵角(∠OXeF)91.8°。
性質
四氟一氧化氙可被過量的氫在300°C時還原為氙。這是一個定量反應,可以用這個方法分析XeOF:
XeOF+3H→Xe+HO+4HF.
制備方法
按四氟化氙(氙 tetrafluoride)與水以1:1摩爾比在液體HF中反應可制取。
控制六氟化氙(xenon hexafluoride)與被水蒸氣飽和過的空氣反應,有80%的XeF轉化為XeOF:
XeF+HO→XeOF+2HF.
把六氟化氙封裝在石英容器中,讓六氟化氙與二氧化硅緩慢反應,能生成四氟一氧化氙。使用上述反應時,應立即將生成的四氟一氧化氙則會繼續反應生成XeO。
由六氟化氙與三氟一氧化磷(POF)反應制得。
將氙、氟和氧的混合物(Xe:F=1:4,O:F=2.25)加熱到235°C,所得產物為六氟化氙和四氟一氧化氙。0°C下真空蒸餾,可以得到純凈的四氟一氧化氙液體。
根據反應:
NaNO+XeF→NaF+XeOF+FNO.
反應中所用的硝酸鈉預先在120℃的真空干燥箱中充分干燥,并研成細粉。反應在一10mL的不銹鋼反應管中進行,該反應管上安裝有不銹鋼閥,可與真空系統相連接。在充滿干燥氮氣的手套箱中,將0.26g NaNO裝入反應管中。在反應管接入真空系統之后,將其放入-196℃的冷浴中,通過真空管線將0.84g六氟化氙加入其中。取下反應管使其升溫至室溫,然后放入70℃的烘箱中保持10h。再將其接入真空系統,并冷卻到-196℃,在接入真空系統的管線中還要接入兩個聚四氟乙烯的U形管冷阱,并分別冷卻到-78℃和-196℃。使不銹鋼反應管的溫度慢慢升高至室溫,則其中的揮發性產物經分步冷凝而得到分離。在-78℃的冷阱中是相當純凈的四氟一氧化氙,以投入的硝酸鈉計算產率可達82%。而在-196℃的冷阱中收集的是FNO,不銹鋼反應管中的剩余物主要是NaF。
參考資料 >