Εξαφθοριούχο ξένο

Το εξαφθοριούχο ξένο ή ξενοεξαφθορίδιο είναι μια χημική ένωση του ευγενούς αερίου ξένου με χημικό τύπο XeF6 και το πολυπλοκότερο από τα τρία φθορίδια του στοιχείου. Είναι κι αυτό σταθερό σε κανονικές θερμοκρασίες και (φυσικά) το ισχυρότερο φθοριωτικό μέσο. Σε θερμοκρασία δωματίου είναι ένα άχρωμο αέριο, αλλά (παρουσία υγρασίας) διασπάται σύντομα σε κίτρινους ατμούς.

Παραγωγή 

1. Μπορεί να παραχθεί από το ξενοδιφθορίδιο (XeF2) με παρατεταμπενη θέρμανση στους 300 °C υπό πίεση 6MPa:

2. Με ολική σύνθεση με χρήση διφθοριούχου νικέλιου (NiF2) ως καταλύτη στους 120 °C, ακόμη και με μοριακή αναλογία ξένου (Xe) προς διφθόριο (F2) 1:5:

Μοριακή δομή 

Η δομή του εξαφθοριούχου ξένου χρειάστηκε πολλά χρόνια για να ταυτοποιηθεί σε σύγκριση με τις περιπτώσεις των άλλων δυο φθοριδίων του ξένου. Στην αέρια φάση η ένωση είναι μονομερική. Ωστόσο η θεωρία VSEPR προβλέπει ότι εξαιτίας της παρουσίας έξι (6) ατόμων φθορίου ως συναρμωτών και του ενός μονήρους ζεύγους ηλεκτρονίων που απομένει, η δομή δεν μπορεί να έχει οκταεδρική συμμετρία, και όντως, η περίθλαση ηλεκτρονίων συνδυασμένη με υψηλού επιπέδου υπολογισμούς δείχνουν ότι η καλύτερα περιγραφόμενη δομή της ένωσης είναι ότι περιέχει ένα κινητό μονήρες ζεύγος ηλεκτρονίων που αλλάζει θέσεις πάνω στις έδρες και τις ακμές του οκταέδρου που σχηματίζουν τα έξι (6) άτομα φθορίου της ένωσης, μεταβάλλοντας ανάλογα τη μοριακή συμμετρία με δυναμικό τρόπο.

Η φασματοσκοπία NMR των ισοτόπων 129Xe και 19F δείχνει ότι η ένωση έχει «τετραμετρική δομή»: τέσσερα (4) ισοδύναμα άτομα ξένου διατάσονται σε στις κορυφές τετραέδρου και περικυκλώνονται από ένα νέφος εικοσιτεσσάρων (24) ατόμων φθορίου που τοποθετούνται σε  θέσεις που αντιστοιχούν στο μηχανισμό cogwheel.

Σε στερεή κατάσταση το XeF6 κρυσταλλώνεται σε έξι (6) πιθανά μοτίβα, που εμπεριέχουν μια που περιέχει ιόντα [XeF5]%+ και F-.

Χημική συμπεριφορά και εφαρμογές

Υδρόλυση 

Το εξαφθοριούχο ξένο υδρολύεται σε τρία (3) στάδια, σχηματίζοντας τελικά τριοξείδιο του ξένου (XeO3):

Οξύ κατά Lewis 

Το εξαφθοριούχο ξένο δρα σαν οξύ κατά Lewis σχηματίζοντας δυο ανιόντα:

Τα άλατα που περιέχουν το ανιόν [XeF6]2- είναι (σχετικά) πολύ σταθερά και διασπώνται μόνο από τους 400 °C και πάνω. Έχει δειχθεί, με απλή κρυσταλλική ανάλυση ακτίνων Χ σε δινιτρωδοξενοοκταφθορίδιο [(NO)2XeF8], ότι το ανιόν έχει δομή τετραγωνικού αντιπρίσματος. Τα άλατα του ανιόντος με νάτριο (Na) και με κάλιο (K) σχηματίζονται με απευθείας αντίδραση των αντίατοιχων φθοριούχων αλάτων με εξαφθοριούχο ξένο:

Αυτά αντέχουν λιγότερο στη θέρμανση, σε σχέση με τα αντίστοιχα άλατα του ρουβίδιου και του καίσιου, που όμως σχηματίζουν πρώτα άλατα του επταφθοροξενιούχου ανιόντος [XeF7]-:

Τα τελευταία πρέπει να πυρολυθούν επίμονα στους 50 °C και στους 20 °C για να σχηματίσουν τα κίτρινα άλατα του οκταφθοροξενιούχου ανιόντος [XeF8]2-:

Αυτά τα άλατα υδρολύονται με το νερό, δίνοντας διάφορα προϊόντα που περιέχουν ξένο και οξυγόνο.

Τα άλλα δυο φθορίδια του ξένου δεν παράγουν τόσο σταθερά σύμπλοκα με φθοριούχα άλατα.

Το εξαφθοριούχο ξένο αντιδρά με ισχυρούς δέκτες φθοριούχων ιόντων, όπως το RuF5 και το BrF3·AuF3, με τα οποία σχηματίζει ιόντα [XeF5]+:

Αναφορές και παρατηρήσεις 

Ενώσεις ξένου
Φθοριωτικά αντιδραστήρια
Ανόργανες ενώσεις φθορίου