Διφθοριούχο διοξυγόνο

Το διφθοριούχο οξυγόνοΓια εναλλακτικές ονομασίες και συμβολισμούς δείτε τον πίνακα πληροφοριών. (αγγλικά: dioxygen difluoride) είναι ανόργανη δυαδική χημική ένωση, με μοριακό τύπο O2F2. Μπορεί να υπάρχει ως πορτοκαλέρυθρο στερεό που τήκεται στη θερμοκρασία των -163 °C (110 K) σχηματίζοντας ένα κόκκινο υγρό. Είναι εξαιρετικά ισχυρό οξειδωτικό και διασπάται σχηματίζοντας οξυγόνο και φθόριο ακόμη και στους −160 °C με ταχύτητα 4% την ημέρα. Η διάρκεια ζωής του στη θερμοκρασία δωματίου είναι έτσι εξαιρετικά σύντομη. Το διφθοριούχο διοξυγόνο αντιδρά σχεδόν με κάθε χημική ουσία έρχεται σε επαφή, ακόμη και με τον κοινό πάγο.

 Παραγωγή 
Το διφθοριούχο διοξυγόνο μπορεί να ληφθεί με την επίδραση 1:1 αερίου μείγματος υπό χαμηλή πίεση (7–17 mmHg δηλαδή 0.9–2.3 kPa) στο οποίο εφαρμόζεται ηλεκτρική εκκένωση 25–30 mA και 2.1–2.4 kV. Παρόμοια μέθοδος χρησιμοποιήθηκε το 1933 από τον Όττο Ρουφ (Otto Ruff). Μια άλλη συνθετική μέθοδος περιλαμβάνει μείγμα οξυγόνου και φθορίου σε δοχείο ανοξείδωτου χάλυβα που έχει ψυχθεί στους −196 °C, με επακόλουθη έκθεση του μείγματος σε 3 MeV ακτινοβολία πέδησης για αρκετές ώρες. Μια τρίτη μέθοδος περιλαμβάνει μείγμα φθορίου και οξυγόνου στους 700 °C, επακόλουθη απότομη ψύξη, χρησιμοποιώντας υγρό οξυγόνο. Σε όλες αυτές τις μεθόδους αντιστοιχεί η παρακάτω στοιχειομετρική εξίσωση:Επίσης μπορεί να προκύψει από την αποσύνθεση διφθοριούχου όζοντος (O3F2):

 Δομή και ιδιότητες 
Στο διφθοριούχο διοξυγόνο το οξυγόνο έχει την ασυνήθιστη οξειδωτική βαθμίδα +1. Στις περισσότερες άλλες ενώσεις του έχει βαθμό οξείδωσης -2. Η μοριακή δομή του διφθοριούχου διοξυγόνου ομοιάζει με αυτήν του υπεροξειδίου του υδρογόνου. Η μεγάλη διεδρική γωνία του πλησιάζει τις 90ο και την C2 συμμετρία. Αυτή η γεωμετρία συμμορφώνεται με τους ορισμούς της θεωρίας άπωσης ζευγών ηλεκτρονίων της στοιβάδας σθένους.

Η δεσμολογία εντός του μορίου διφθοριούχου διοξυγόνου έχει αποτελέσει αντικείμενο σημαντικών εικασιών, ιδιαίτερα λόγω της πολύ μικρής απόστασης O-O και των μεγάλων αποστάσεων O-F. Το μήκος του δεσμού O-O είναι εντός 2 pm της απόστασης 120,7 pm για τον διπλό δεσμό O=O στο μόριο διοξυγόνου, O2. Έχουν προταθεί διάφορα συστήματα δεσμών για να το εξηγήσουν αυτό, συμπεριλαμβανομένου ενός τριπλού δεσμού O-O με απλούς δεσμούς O-F αποσταθεροποιημένους και επιμηκυμένους από την άπωση μεταξύ των μονήρων ζευγών στα άτομα φθορίου και των π τροχιακών του δεσμού O-O. Η άπωση που περιλαμβάνει τα μονήρη ζεύγη φθορίου είναι επίσης υπεύθυνα για τον μακρύ και ασθενή ομοιοπολικό δεσμό στο μόριο φθορίου.

Η υπολογιστική χημεία δείχνει ότι το διφθοριούχο διοξυγόνο έχει εξαιρετικά υψηλό φράγμα περιστροφής 81,17 kJ/mol γύρω από τον δεσμό O-O (στο υπεροξείδιο του υδρογόνου το φράγμα είναι 29,45 kJ/mol). Αυτό το φράγμα είναι κοντά στην ενέργεια αποσύνδεσης του δεσμού O-F των 81,59 kJ/mol.

Η χημική μετατόπιση 19F NMR του διφθοριούχου διοξυγόνου είναι 865 ppm, η οποία είναι μακράν η υψηλότερη χημική μετατόπιση που έχει καταγραφεί για πυρήνα φθορίου, υπογραμμίζοντας έτσι τις εξαιρετικές ηλεκτρονικές ιδιότητες αυτής της ένωσης. Παρά την αστάθειά της, έχουν συγκεντρωθεί θερμοχημικά δεδομένα για το O2F2.

 Αντιδραστικότητα 
Η ένωση αποσυντίθεται εύκολα σε οξυγόνο και φθόριο. Ακόμα και σε θερμοκρασία −160 °C (113 K), το 4% αποσυντίθεται κάθε μέρα με αυτήν τη διαδικασία:Η άλλη κύρια ιδιότητα αυτής της ασταθούς ένωσης είναι η οξειδωτική της ισχύς, αν και οι περισσότερες πειραματικές αντιδράσεις έχουν διεξαχθεί κοντά στους -100 °C (173 K). Αρκετά πειράματα με την ένωση οδήγησαν σε μια σειρά πυρκαγιών και εκρήξεων. Μερικές από τις ενώσεις που προκάλεσαν βίαιες αντιδράσεις με O2F2 περιλαμβάνουν αιθυλική αλκοόλη, μεθάνιο, αμμωνία, ακόμη και υδάτινο πάγο.

Με BF3 και PF5, δίνει τα αντίστοιχα διοξυγενυλικά άλατα:

 Εφαρμογές 
Η ένωση δεν έχει προς το παρόν πρακτικές εφαρμογές, αλλά έχει παρουσιάσει θεωρητικό ενδιαφέρον. Το Εθνικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος τη χρησιμοποίησε για να συνθέσει εξαφθοριούχο πλουτώνιο, σε πρωτοφανώς χαμηλές θερμοκρασίες, κάτι που ήταν σημαντικό επειδή οι προηγούμενες μέθοδοι παρασκευής απαιτούσαν τόσο υψηλές θερμοκρασίες ώστε το εξαφθοριούχο πλουτώνιο που δημιουργούνταν να αποσυντίθεται γρήγορα.

 Δείτε επίσης 
 Υποφθοριώδες οξύ (HOF).
 Υδροφθοροϋπεροξείδιο (HO2F).
 Διφθοριούχο οξυγόνο (OF2).
 Διφθοριούχο όζον (O3F2)
 Φθοραμίνη (H2NF).
 Διφθοραμίνη (HNF2).
 Τριφθοριούχο άζωτο (NF3).
 Φθορυδραζίνη (HN2F).
 Τετραφθοριούχο θείο (SF4).
 Υποχλωριώδες οξύ (HClO).
 Μονοξείδιο του διχλωρίου (Cl2O).
 Μονοξείδιο του διβρωμίου (Br2O)
 Οξείδιο του διιωδίου (I2O)
 Διφθοριούχο θείο (SF2)
 Διχλωριούχο θείο (SCl2).
 Διφθοριούχο οξυγόνο (OF2).

 Αναφορές και σημειώσεις 

Κατηγορία:Ανόργανες ενώσεις φθορίου
Κατηγορία:Οξείδια
Κατηγορία:Ασταθείς ενώσεις
Κατηγορία:Οξειδάνια
Κατηγορία:Οξειδωτικά μέσα
Κατηγορία:Διαστημική τεχνολογία