氙气的化学性质
- 发布时间:2023-02-01
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1、氙气的结构
电子排布:[Kr] 4d10 5s2 5p6
电负性:2.60(鲍林标度)
化学键能:Xe-O:84kJ ·mol-1;
氧化态:Xe(0),Xe(II),Xe(IV),Xe(VI),Xe(VIII)
晶体结构:面心立方晶胞;a = 620.23 pm;
电离能(kJ/mol):I₁:1170.4;I₂:2046;I₃:3097;I₄:4300;
I₅:5500;I₆:6600;I₇:9300;I₈:10600;I₉:19800;I₁₀:23000。
氙的电子构型非常稳定,且它的电离能相对较大,因此在化学上显惰性,只与强的氧化剂反应。
2、氙气的氟化反应与氟化氙
Xe : F2=2:1,1273K,1.03×105Pa 或298K,紫外线光照 [:
;
Xe : F2=1:5,873K,6.18×105Pa:
;
Xe : F2=1:20,573K,6.18×105Pa:
;
若使用镍、钴和钙的氟化物作为催化剂能显著提高上述反应速率,使用Ag2O或Ni2O3则可以在零度时引起氟和氙的爆炸反应。一些氟化物则对反应催化具有选择性,例如在Xe:F₂=1:10,温度为120℃时,使用氟化镁作为催化剂,产物只有XeF2,若使用二氟化镍作为催化剂,产物则只有XeF6。
氙的三种氟化物在室温下都能稳定存在。
若将XeF2溶于水中,则与水缓慢反应,又得到氙气:
XeF4与水反应时,一半发生反应
,另一半则歧化为Xe(0)与Xe(VI):
,反应过程中有疑似XeOF2的黄色中间产物
XeF6与水发生的是水解反应:
,生成的XeOF4则进一步与水反应,直到完全水解:
。生成的XeO3可以溶解于水并稳定存在,不会进一步氧化水。碱性时,XeF₆会歧化为不溶解的高氙酸盐与氙气。
氙的氟化物都是强的氧化剂与氟化剂,在工业生产上有实际用途,例如一些有机物的氟化,使用的就是XeF2。