Xenontetrafluorid ist eine der wenigen Edelgasverbindungen und eine der zuerst (1962) entdeckten aus zwei Elementen.
Gewinnung und Darstellung Xenontetrafluorid kann durch Reaktion der Elemente Xenon und Fluor bei 400 °C und 6 bar dargestellt werden. Das Verhältnis der Elemente muss 1:5 (Xenon:Fluor) betragen.Riedel, E.; Janiak, C.: Anorganische Chemie, 9. Auflage, 2015 Walter de Gruyter GmbH & Co. KG, Berlin/Boston, ISBN 978-3-11-035528-4, S. 416–417, (abgerufen über De Gruyter Online) Alternativ kann es auch durch Reaktion von Xenon mit Sauerstoffdifluorid dargestellt werden.
Xe + 2 F2 -> XeF4
Die Standardbildungsenthalpie der exothermen Reaktion beträgt . Die Verbindung lässt sich auch durch die Fluorierung von Xenondifluorid gewinnen.
XeF_2 + F2 -> XeF4 Hier beträgt die Reaktionsenthalpie .
Eigenschaften mini|links|Xenontetrafluoridkristalle (1962)
Physikalische Eigenschaften Bei Normaldruck und einer Temperatur von 115,75 °C geht es durch Sublimation direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über. Der Tripelpunkt, an dem die drei Phasen fest, flüssig und gasförmig im Gleichgewicht stehen, liegt bei einer Temperatur von 117,10 °C und einem Druck von 1,082 bar.Schreiner, F.; McDonald, G.N.; Chernick, C.L.: Vapor pressure and melting points of xenon difluoride and xenon tetrafluoride in J. Phys. Chem. 72 (1968) 1162–1166, doi:10.1021/j100850a014. Die Sublimationsdruckfunktion ergibt sich entsprechend log10(P) = −A/T−B·log10(T)+C (P in Torr, T in K) mit A = 3226,27, B = 0,43434 und C = 12,301738 im Temperaturbereich von 275 bis 390 K. Hier ergibt sich mittels einer Auswertung nach Clausius-Clapeyron eine Sublimationsenthalpie von 60,6 kJ·mol−1. Die kritische Temperatur beträgt 339 °C, der kritische Druck 70,4 bar, die kritische Dichte 1,10 g·cm−3 und das kritische Volumen 189 cm3·mol−1.Ogrin, T.; Zemva, B.; Bohinc, M.; Slivnik, J.: Critical Constants and Liquid Densities of Xenon Difluoride and Xenon Tetrafluoride in J. Chem. Eng. Data 17 (1972) 418–419, doi:10.1021/je60055a003. Der Xenon-Fluor-Abstand beträgt im gasförmigen Zustand 194 pm, im Kristall 195,3 pm.
Chemische Eigenschaften Xenontetrafluorid ist unter normalen Bedingungen stabil, hydrolysiert aber bei Kontakt mit Wasser zu Xenontrioxid.
Die Verbindung ist ein starkes Oxidationsmittel. So wird metallisches Platin zu Platin(IV)-fluorid und metallisches Quecksilber zu Quecksilber(I)-fluorid oxidiert.Wiberg, E.; Wiberg, N.; Holleman, A.F.: Anorganische Chemie, 103. Auflage, 2017 Walter de Gruyter GmbH & Co. KG, Berlin/Boston, ISBN 978-3-11-026932-1, S. 467, (abgerufen über De Gruyter Online). Durch Wasserstoff wird es zu Xenon und Fluorwasserstoff reduziert.
Es reagiert heftig mit organischen Ethern wie Tetrahydrofuran und Dioxan. Bei Kontakt mit brennbaren Stoffen, wie Aceton oder Leichtmetallpulver, kann die Verbindung explosionsartig reagieren.L. Roth, U. Weller: Gefährliche Chemische Reaktionen, Eintrag für Xenontetrafluorid, Stand 72. Ergänzungslieferung 3/2014, ecomed Verlag Landsberg/Lech, ISBN 978-3-609-19587-2. Im Vergleich zu Xenondifluorid und Xenonhexafluorid bildet XeF4 nur schwer Salze, da das Kation XeF3+ mit zwei freien Elektronenpaaren und drei Bindungen eine ungünstige Elektronenkonfiguration besitzt. (abgerufen über De Gruyter Online)
Molekülgeometrie Gemäß dem VSEPR-Modell besitzt das Xenontetrafluorid-Molekül eine quadratisch-planare Struktur. Im gasförmigen Zustand beträgt die Bindungslänge 194 pm (1,94 Å) bzw. im Kristall 195,3 pm (1,953 Å). (abgerufen über De Gruyter Online)
180px|Bindungslänge und Geometrie des Xenondifluorid-Moleküls
Xenondifluorid besitzt als Molekülsymmetrie die Punktgruppe D4h. Um die Oktettregel zu erfüllen, besitzt das Xenontetrafluorid-Molekül noch zwei freie Elektronenpaare am Xenon.
Verwendung Durch Lösen mit Antimonpentafluorid SbF5 in Flusssäure HF kann Xenontrifluoridohexafluoroantimonat(V) gewonnen werden.
Einzelnachweise
Kategorie:Xenonverbindung Kategorie:Fluorid