Die Chemie der Edelgase
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Die Chemie der Edelgase Einleitung Erste Berichte über Edelgas-haltige Verbindungen in 1896, über Clathrate mit der folgenden allgemeinen Formel: E5.75•H2O (E = Ar, Kr, Xe, Rn) Später wurden strukturell charakterisierte verwandte Hydrochinon-Komplexe berichtet: x E•3 C6H4(OH)2 (E = Ar, Kr, Xe) (x = 0.866) ß-Hydroquinone Xenon Clathrate Ruff, Münster Ar (g) + F2 (g) Kr (g) + F2 (g) intensive elektrische Entladung keine Reaktion intensive elektrische Entladung keine Reaktion Die Chemie der Edelgase Einleitung 1962: Die erste Edelgas-Verbindung Rotes PtF6Gas 1962 Das Jahr des Xenons Bartlett: XePtF6 = Erste Edelgas-Verbindung Hoppe (Münster): Synthese von XeF2 Classon (LANL): Synthese von XeF4 Xe + PtF6 Gelbes ‘XeF+PtF6-’ feststoff XeF+PtF6- Die Chemie der Edelgase Xenondifluorid, XeF2 Anlage für die Synthese von XeF2 (Hoppe, 1962) XeF2: weißer, kristalliner Feststoff leicht zu sublimieren mildes Fluorierungsmittel in der organischen Chemie löslich in H2O (langsame Zersetzung) schnelle Zersetzung in basischen, wässrigen Lösungen XeF2 = linear, D∞h Die Chemie der Edelgase Neutrale Edelgas-Fluoride: die wichtigste Klasse (D∞h) (D4h) (C3v) * thermodynamisch stabil * Darstellung: aus den Elementen * XeF2 = thermodynamisch am stabilsten (D∞h) Struktur von XeF6 Besitzt XeF6 in der Gasphase die gleiche Struktur wie im festen Zustand ? Ist das freie Elektronenpaar am Xenon stereochemisch aktiv oder inaktiv ? XeF6: monomer (g), tetramer und hexamer (s), XeF6 ist ein AX6E-Molekül (1:3:3) Die Chemie der Edelgase (1) XeFn (n = 2, 4, 6) reagieren mit F--Akzeptoren unter der Bildung von Xe-F-Kationen: XeFx + MF5 2 XeF2 + MF5 M = As, Sb XeFx-1+MF6Xe2F3+MF6- (2) XeFn (n = 4, 6) reagieren mit F--Donoren unter Bildung von Xe-F-Anionen: XeF2 + Kat+F- Kat+ XeF3- XeF6 + Kat+F- Kat+ XeF7- XeF6 + 2 Kat+F- (Kat+)2XeF82- (3) Hydrolyse von XeFn (n = 4, 6) führt zu Xe-Oxid-Verbindungen: XeF6 + 3 H2O XeO3 + 6 HF 2 XeF6 + 16 OH- XeO64- + Xe + O2 + 12 F- + 8 H2O Edelgas-Kationen Allgemein Synthese: XeFx + MF5 XeFx-1+MF6- Die Chemie der Edelgase Eigenschaften der binären Xe-O-Verbindungen Die Chemie des Kryptons Darstellung: Kr + F2 KrF2 RT Kr + F2 Kationische Kr-F-Verbindungen: + KrF2 + Kr2F3 AsF6 MF5 M = As, Sb KrF+MF6- - KrF+AsF6- Das Xe2+-Ion: Erste und einzige strukturell bekannte Xe-Xe Bindung Xe2+Sb4F21- XeF+Sb2F11- + SbF5 Wasserfreies-HF + Xe (g) Überschuss XeF2 + 2 SbF5 K. Seppelt, T. Drews, Angew. Chem., 1997, 109, 264 – 265. Xe2+Sb4F21- Dunkelgrüne Lösung bei 0°C Abkühlen bis –30°C Æ Kristalle Kristalle: farblos gelb grün trans-[AuXe2F]2+[SbF6]-[Sb2F11]- Gold-Xenon-Kationen trans-[AuXe2]2+([SbF6]-)2 K. Seppelt, Angew. Chem. Int. Ed., 41, 2002, 455. K. Seppelt, Science, 290, 2000, 117. cis-[AuXe2]2+ ([Sb2F11]-)2 [AuXe4]2+([SbF6]-)2 [Au2Xe2F]3+([SbF6]-)3 Allgemeine Literatur zu den Vorlesungen: Lehrbücher: (1) T. M. Klapötke, I. C. Tornieporth-Oetting, Nichtmetallchemie, VCH, Weinheim, 1994. (Allgemein) (2) Holleman & Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Walter de Gruyter. (Allgemein) (3) N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Pergamon Press. (Allgemein) Übersichts-Artikel: (1) Comprehensive Inorganic Chemistry, (Hrsg. H. J. Emeleus et al.) Pergamon Press, 1973. Original Literatur: (4) P. Lazlo, G. Schrobilgen, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 27, 1988, 479. (Xe-Chemie) (5) R. Dagani, Chem. Eng. News, 80, 2002, 27. (Edelgas Chemie) (6) V. K. Brel, N. S. Pirkuliev, N. S. Zefirov, Russ. Chem. Revs., 70, 2001, 231. (XeF2 in Org. Chemie) (7) T. M. Klapötke, I. C. Torniepoth-Oetting, Comments on Inorganic Chemistry, 15, 1994, 137. (N-X) (8) J. Passmore, T. M. Klapötke, Acc. Chem. Res. 1989, 22, 234. (S-I- & Se-I-Chemie) (9) Einige Themen in Journal of Chemical Education (Bibliothek, nicht on-line)
