Lompat ke isi

Pengguna:Ahmad Alkimya/Experimental Fields

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

‘’’Xenon difluorida adalah zat fluorinasi yang kuat dengan rumus kimia XeF2, dan salah satu senyawa xenon paling stabil . Seperti kebanyakan fluorida anorganik kovalen, ia peka terhadap kelembapan. Ini terurai pada kontak dengan uap air, tetapi sebaliknya stabil dalam penyimpanan. Xenon difluorida adalah padatan kristalin yang padat dan tidak berwarna.

Ini memiliki bau memuakkan dan tekanan uap rendah.[6]

Struktur

Xenon difluorida adalah molekul linier dengan panjang ikatan Xe–F197,73 ± 0,15 pm pada fase uap, dan 200 pm pada fase padat. Susunan pengepakan dalam XeF padat 2menunjukkan bahwa atom fluor dari molekul tetangga menghindari daerah ekuator dari setiap XeF 2molekul. Hal ini sesuai dengan prediksi teori VSEPR yang memprediksi bahwa terdapat 3 pasang elektron non-ikatan di sekitar daerah ekuator atom xenon. [1]

Pada tekanan tinggi, bentuk baru xenon difluorida non-molekul dapat diperoleh. Di bawah tekanan ~50 Gpa , XeF 2berubah menjadi semikonduktor yang terdiri dari XeF 4unit yang terhubung dalam struktur dua dimensi, seperti grafit . Pada tekanan yang lebih tinggi, di atas 70 Gpa, menjadi logam, membentuk struktur tiga dimensi yang mengandung XeF 8unit. [7] Namun, studi teoritis baru-baru ini meragukan hasil eksperimen ini. [8]

Ikatan Xe–F lemah. XeF 2 memiliki energi ikatan total 267,8 kJ/mol (64,0 kkal/mol), dengan energi ikatan pertama dan kedua masing-masing 184,1 kJ/mol (44,0 kkal/mol) dan 83,68 kJ/mol (20,00 kkal/mol). Namun, XeF 2 jauh lebih kuat daripada KrF 2 , yang memiliki energi ikatan total hanya 92,05 kJ/mol (22,00 kkal/mol)[9]

Sifat kimia

Sintesis

Sintesis berlangsung dengan reaksi sederhana:

Xe + F 2 → XeF 2 Reaksi membutuhkan panas, iradiasi, atau pelepasan listrik. Produknya padat. Itu dimurnikan dengan distilasi fraksional atau kondensasi selektif menggunakan saluran vakum. [10]

Laporan XeF 2 yang diterbitkan pertama kali pada bulan Oktober 1962 oleh Chernick, et al. [11] Namun, meskipun diterbitkan kemudian, [12] XeF 2 mungkin pertama kali dibuat oleh Rudolf Hoppe di Universitas Münster , Jerman, pada awal 1962, dengan mereaksikan campuran gas fluor dan xenon dalam pelepasan listrik. [13] Tak lama setelah laporan ini, Weeks, Cherwick, dan Matheson dari Argonne National Laboratory melaporkan sintesis XeF 2 menggunakan sistem all-nickel dengan jendela alumina transparan , di mana bagian yang sama xenon dan gas fluorin bereaksi pada tekanan rendah setelah iradiasi oleh sebuahsumber ultraviolet untuk memberikan XeF 2 . [14] Williamson melaporkan bahwa reaksi bekerja sama baiknya pada tekanan atmosfer dalam bola kaca Pyrex kering menggunakan sinar matahari sebagai sumber. Tercatat bahwa sintesis bekerja bahkan pada hari berawan. [15]

Pada sintesis sebelumnya, reaktan gas fluor telah dimurnikan untuk menghilangkan hidrogen fluorida . Šmalc dan Lutar menemukan bahwa jika langkah ini dilewati laju reaksi berlangsung empat kali lipat dari laju aslinya. [16]

Pada tahun 1965, juga disintesis dengan mereaksikan gas xenon dengan dioksigen difluorida . [17]

Kelarutan

XeF2 larut dalam pelarut seperti BrF5, BrF3, IF5, hidrogen fluorida anhidrat, dan asetonitril, tanpa reduksi atau oksidasi. Kelarutan dalam hidrogen fluorida tinggi, pada 167 g per 100 g HF pada 29,95 °C..[1]

Senyawa xenon turunan

Senyawa xenon lainnya mungkin berasal dari xenon difluorida. Senyawa organoksenon yang tidak stabil Xe(CF3)2 dapat dibuat dengan menyinari hexafluoroethane untuk menghasilkan CF•3 radikal dan melewatkan gas di atas XeF2. Padatan putih lilin yang dihasilkan terurai sepenuhnya dalam waktu 4 jam pada suhu kamar.[2]

Kation XeF + dibentuk dengan menggabungkan xenon difluorida dengan akseptor fluorida yang kuat, seperti kelebihan cairan antimon pentafluorida (SbF5):

XeF 2+ SbF 5→ XeF+ + SbF− 6 Menambahkan gas xenon ke larutan kuning pucat ini pada tekanan 2-3 atmosfer menghasilkan larutan hijau yang mengandung Xe paramagnetik.+ 2ion, [19] yang mengandung ikatan Xe−Xe: (“apf” menunjukkan larutan dalam SbF5) cair.

3 Xe(g) + XeF+(apf) + SbF5(l) is in equilibrium with 2 Xe+2(apf) + SbF−6(apf)

Reaksi ini reversibel; menghilangkan gas xenon dari larutan menyebabkan ion Xe+2 untuk kembali ke gas xenon dan XeF+, dan warna larutan kembali menjadi kuning pucat.[3]

Di hadapan HF cair , kristal hijau tua dapat diendapkan dari larutan hijau pada −30 °C:

Xe+2(apf) + 4 SbF−6(apf) → Xe+2Sb4F−21(s) + 3 F−(apf)

Kristalografi sinar-X menunjukkan bahwa panjang ikatan Xe–Xe dalam senyawa ini adalah 309 pm , menunjukkan ikatan yang sangat lemah. [2] Ion Xe+2 bersifat isoelektronik dengan ion I−2 , yang juga berwarna hijau tua.[4][5]

Kimia koordinasi

Ikatan dalam molekul XeF2 cukup dijelaskan oleh model ikatan tiga pusat empat elektron .

XeF2 dapat bertindak sebagai ligan dalam kompleks koordinasi logam.[1] Misalnya, dalam larutan HF:

Mg(AsF6)2 + 4 XeF2 → [Mg(XeF2)4](AsF6)2

Analisis kristalografi menunjukkan bahwa atom magnesium terkoordinasi dengan 6 atom fluor. Empat dari atom fluor dikaitkan dengan empat ligan xenon difluoride sedangkan dua lainnya adalah sepasang ligan ‘’cis’’-AsF−6.[6]

Reaksi serupa adalah:

Mg(AsF6)2 + 2 XeF2 → [Mg(XeF2)2](AsF6)2

Dalam struktur kristal produk ini, atom magnesium terkoordinasi secara oktahedral dan ligan XeF2 bersifat aksial sedangkan ligan AsF−6 bersifat ekuatorial.

Banyak reaksi dengan produk berbentuk [M’’x’’(XeF2)’’n’’](AF6)’’x’’ telah diamati, di mana M dapat berupa kalsium, stronsium, barium, timbal, perak, lantanum, atau neodimium dan A dapat berupa arsenik, antimon atau fosfor .

Pada tahun 2004, hasil sintesis solvat dimana bagian dari pusat kationik dikoordinasikan hanya oleh atom fluor XeF2 diterbitkan.[7] Reaksi dapat ditulis sebagai:

2 Ca(AsF6)2 + 9 XeF2 → Ca2(XeF2)9(AsF6)4.

Reaksi ini membutuhkan xenon difluorida dalam jumlah besar. Struktur garam sedemikian rupa sehingga setengah dari ion Ca2+ dikoordinasikan oleh atom fluor dari xenon difluorida, sedangkan ion Ca2+ lainnya dikoordinasikan oleh XeF2 dan AsF−6.

Penggunaan

Sebagai agen fluorinasi

Xenon difluorida adalah zat fluorinasi dan pengoksidasi yang kuat.[8]Kesalahan pengutipan: Tag <ref> harus ditutup oleh </ref> dalam reaksi tipe Hunsdiecker di mana xenon difluorida digunakan untuk menghasilkan perantara radikal serta sumber transfer fluor,[9] dan dalam menghasilkan radikal aril dari aril silan:[10]

XeF2 selektif tentang atom mana yang difluorinasi, membuatnya menjadi reagen yang berguna untuk heteroatom fluorinasi tanpa menyentuh substituen lain dalam senyawa organik. Sebagai contoh, ia memfluorinasi atom arsenik dalam trimetilarsin , tetapi tidak menyentuh gugus metil:[11]

(CH3)3As + XeF2 → (CH3)3AsF2 + Xe

XeF2 juga dapat digunakan untuk menyiapkan garam N-fluoroamonium, berguna sebagai reagen transfer fluor dalam sintesis organik (misalnya, Selectfluor), dari amina tersier yang sesuai:[12]

[R–+N(CH2CH2)3N’’’:’’’][BF−4] + XeF2 + NaBF4 → [R–+N(CH2CH2)3+N–F][BF−4]2 + NaF + Xe

XeF2 juga akan secara oksidatif mendekarboksilat asam karboksilat menjadi fluoroalkana yang sesuai:[13][14]

RCOOH + XeF2 → RF + CO2 + Xe + HF

Silikon tetrafluorida telah ditemukan bertindak sebagai katalis dalam fluorinasi oleh XeF2.[15]

Sebagai etsa

Xenon difluorida juga digunakan sebagai etsa gas isotropik untuk silikon, khususnya dalam produksi sistem mikroelektromekanis (MEMS), seperti yang pertama kali didemonstrasikan pada tahun 1995.[16] Sistem komersial menggunakan etsa pulsa dengan ruang ekspansi[17] Brazzle, Dokmeci, et Al. Jelaskan proses ini:[18]

Mekanisme etsa adalah sebagai berikut. Pertama, XeF2 menyerap dan berdisosiasi menjadi atom xenon dan fluor pada permukaan silikon. Fluor adalah etsa utama dalam proses etsa silikon. Reaksi yang menggambarkan silikon dengan XeF2 adalah

2 XeF2 + Si → 2 Xe + SiF4

XeF2 memiliki laju etsa yang relatif tinggi dan tidak memerlukan bombardir ion atau sumber energi eksternal untuk mengetsa silikon.

Referensi

  1. ^ a b Melita Tramšek; Boris Žemva (2006). "Synthesis, Properties and Chemistry of Xenon(II) Fluoride" (PDF). Acta Chim. Slov. 53 (2): 105–116. doi:10.1002/chin.200721209. 
  2. ^ a b Harding, Charlie; Johnson, David Arthur; Janes, Rob (2002). Elements of the ‘’p’’ block. Royal Society of Chemistry, Open University. ISBN 978-0-85404-690-4. 
  3. ^ Stein, L.; Henderson, W. W. (1980). "Production of dixenon cation by reversible oxidation of xenon". Journal of the American Chemical Society. 102 (8): 2856–2857. doi:10.1021/ja00528a065. 
  4. ^ Mackay, Kenneth Malcolm; Mackay, Rosemary Ann; Henderson, W. (2002). Introduction to modern inorganic chemistry (edisi ke-6th). CRC Press. ISBN 978-0-7487-6420-4. 
  5. ^ Egon Wiberg; Nils Wiberg; Arnold Frederick Holleman (2001). Inorganic chemistry. Academic Press. hlm. 422. ISBN 978-0-12-352651-9. 
  6. ^ Tramšek, M.; Benkič, P.; Žemva, B. (2004). "First Compounds of Magnesium with XeF2". Inorg. Chem. 43 (2): 699–703. doi:10.1021/ic034826o. PMID 14731032. 
  7. ^ Tramšek, M.; Benkič, P.; Žemva, B. (2004). "The First Compound Containing a Metal Center in a Homoleptic Environment of XeF2 Molecules". Angewandte Chemie International Edition. 43 (26): 3456–8. doi:10.1002/anie.200453802 alt=Dapat diakses gratis. PMID 15221838. 
  8. ^ Halpem, D. F. (2004). "Xenon(II) Fluoride". Dalam Paquette, L. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. New York, NY: J. Wiley & Sons. 
  9. ^ Patrick, T. B.; Darling, D. L. (1986). "Fluorination of activated aromatic systems with cesium fluoroxysulfate". J. Org. Chem. 51 (16): 3242–3244. doi:10.1021/jo00366a044. 
  10. ^ Lothian, A. P.; Ramsden, C. A. (1993). "Rapid fluorodesilylation of aryltrimethylsilanes using xenon difuoride: An efficient new route to aromatic fluorides". Synlett. 1993 (10): 753–755. doi:10.1055/s-1993-22596. 
  11. ^ W. Henderson (2000). Main group chemistryAkses gratis dibatasi (uji coba), biasanya perlu berlangganan. Great Britain: Royal Society of Chemistry. hlm. 150. ISBN 978-0-85404-617-1. 
  12. ^ Shunatona, Hunter P.; Früh, Natalja; Wang, Yi-Ming; Rauniyar, Vivek; Toste, F. Dean (2013-07-22). "Enantioselective Fluoroamination: 1,4-Addition to Conjugated Dienes Using Anionic Phase-Transfer Catalysis". Angewandte Chemie International Edition (dalam bahasa Inggris). 52 (30): 7724–7727. doi:10.1002/anie.201302002. ISSN 1521-3773. PMID 23766145. 
  13. ^ Patrick, Timothy B.; Johri, Kamalesh K.; White, David H.; Bertrand, William S.; Mokhtar, Rodziah; Kilbourn, Michael R.; Welch, Michael J. (1986). "Replacement of the carboxylic acid function with fluorine". Can. J. Chem. 64: 138–141. doi:10.1139/v86-024. 
  14. ^ Grakauskas, Vytautas (1969). "Aqueous fluorination of carboxylic acid salts". J. Org. Chem. 34 (8): 2446–2450. doi:10.1021/jo01260a040. 
  15. ^ Tamura Masanori; Takagi Toshiyuki; Shibakami Motonari; Quan Heng-Dao; Sekiya Akira (1998). "Fluorination of olefins with xenon difluoride-silicon tetrafluoride". Fusso Kagaku Toronkai Koen Yoshishu (dalam bahasa Jepang). 22: 62–63. Journal code: F0135B; accession code: 99A0711841. 
  16. ^ Chang, F.; Yeh, R.; G., Lin; Chu, P.; Hoffman, E.; Kruglick, E.; Pister, K.; Hecht, M. (1995). Bailey, Wayne; Motamedi, M. Edward; Luo, Fang-Chen, ed. "Gas-phase silicon micromachining with xenon difluoride". SPIE Proc. Microelectronic Structures and Microelectromechanical Devices for Optical Processing and Multimedia Applications. 2641: 117–128. Bibcode:1995SPIE.2641..117C. doi:10.1117/12.220933. 
  17. ^ Chu, P.; Chen, J.; Chu, P.; Lin, G.; Huang, J.; Warneke, B; Pister, K. (1997). Controlled Pulse-Etching with Xenon Difluoride. Int. Conf. Solid State Sensors and Actuators (Transducers 97). hlm. 665–668. 
  18. ^ Brazzle, J. D.; Dokmeci, M. R.; Mastrangelo, C. H. (2004). "Modeling and characterization of sacrificial polysilicon etching using vapor-phase xenon difluoride". 17th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems. Maastricht MEMS 2004 Technical Digest. 17th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). hlm. 737–740. doi:10.1109/MEMS.2004.1290690. ISBN 0-7803-8265-X. 

Bacaan lanjutan

Pranala luar

Diperoleh dari "https://wiki-indonesia.club/w/index.php?title=Pengguna:Ahmad_Alkimya/Experimental_Fields&oldid=22622130"