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二氟化氪

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二氟化氪，化學式KrF2，是氪的已知氟化物。室温下自發分解為氪和氟，在93℃時分解速率很快。僅在低於-30℃穩定，可長期在乾冰温度（-78℃）下貯存。氧化性比氟強，遇水迅速分解，並能和其他氟化物形成多種加合物。
中文名
二氟化氪 [1] 
外文名
Krypton difluoride
化學式
KrF2
分子量
121.7968
CAS登錄號
13773-81-4
沸    點
-80°C（分解）
水溶性
分解
密    度
3.24 kg/m³
外    觀
無色固體
應    用
可用作氟化劑和氧化劑

目錄

  1. 1 理化性質
  2. ▪ 物理性質
  3. ▪ 化學性質
  4. 2 製備方法
  5. 3 計算化學數據

二氟化氪理化性質

二氟化氪物理性質

性狀：無色固體，具有揮發性。
生成熱：ΔHfΘ= +60.24kJ/mol
溶解性：1000g的無水氟化氫，約溶解16mol的二氟化氪。
二氟化氪溶於無水氟化氫後，0℃時測得該溶液的核磁共振譜，表明二氟化氪的兩個氟原子是等同的，而且不會與溶劑中的氟發生交換 [2]  ，也就是説二氟化氪在溶液中並不發生電離。
結構：
二氟化氪 二氟化氪
KrF2為線型分子，對稱類型為D∞h，Kr-F鍵長為188.9pm
KrF2有兩種晶形：α-型（低温型）和β-型（高温型）。
α-型在低温下穩定，為體心四方晶系；β-型在−80℃以上穩定。 [3] 

二氟化氪化學性質

很強的氧化性：
現今所知由單質氟合成的各種氟化合物中， KrF2是唯一通過吸熱反應而生成的，這一點具有極為重要的潛在意義。它意味着KrF2是一種比單質氟的氧化能力更強的物質，在測定它的紅外光譜時，甚至可以將吸收槽中氯化銀中的Cl-氧化為三氟化氯和五氟化氯。因而KrF2是一種異常強烈的氧化劑，其氟化-氧化能力超過氟化氙、鹵素氟化物和氟氧化物等。
  1. 可直接將氙氧化為六氟化氙：3KrF2 + Xe → XeF6 + 3Kr [1] 
  2. 在三氟化鈰存在時，可順利將氟化鐠PrF3轉化為四氟化鐠PrF4，產率為56%；對於Pr6O11則可以100%地氟化為PrF4。
KrF2無論是在酸性、中性或鹼性水溶液中都迅速分解，這與二氟化氙不同。放射分析證明，將用Kr-85標記的KrF2水解後，溶液中沒有放射性的Kr-85，因而無任何氪化合物留在水中。 [2] 
形成加合物：
KrF2能與很多路易斯酸形成加合物，加合體基本上是氟化物，如 KrF2·SbF5 、KrF2·XeF6等。KrF2生成加合物的機理與XeF2相同，也是F-的給予體，給出氟離子的能力弱於XeF2。KrF2的加合物也具有極強的氟化-氧化本領。
KrF2在-20℃時同五氟化銻生成組成為KrF2·2SbF5的加合物，其結構為[KrF]+[Sb2F11]-，這個加合物比KrF2穩定得多，蒸汽壓也比KrF2的低，因此可代替KrF2作為極強的氟化-氧化劑。它的熔點為50℃，熔化後很快分解為氪、氟和五氟化銻。 [2] 
在加合物中氪以KrF+、Kr2F3+存在，它們都是極強的氟化-氧化試劑，能直接將金氧化為最高氧化態+5：
7KrF2 + 2Au→ 2[KrF]+[AuF6]- + 5Kr
[KrF]+[AuF6]-在65℃分解為五氟化金、氟和氪。 [4] 

二氟化氪製備方法

  1. 放電合成法：在較高的的壓力下，對1:1或2:1比例的氟和氪混合物放電，可得到二氟化氪。由於單質氟有劇毒，因而改用含氟化合物如二氟二氯甲烷，在高頻放電下同氪反應，也可製得二氟化氪。如果反應過程採用循環法，產率可顯著提高。
  2. 高能輻射法：用能量為10MeV的質子流，在133K的温度下輻照氪和氟的混合物，可得到二氟化氪。
  3. 光化學合成法：在一定温度下，用適宜波長的紫外光照射氪和氟的混合物，亦可以合成二氟化氪。最佳的反應温度是-196℃（77K）。實驗證明温度對反應有很顯著的影響，温度稍高時就不能得到KrF2，這也就説明早期用光化學方法合成氟化氪為什麼失敗。因為早期合成時間温度為-60℃和室温，高於-78℃，所以不能生成二氟化氪。 [2] 

二氟化氪計算化學數據

數據 [5]  ：
1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:2
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積0
7.重原子數量:3
8.表面電荷:0
9.複雜度:2.8
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1
參考資料
  • 1.    二氟化氪  ．化化網[引用日期2016-01-28]
  • 2.    馮光熙，黃祥玉．《無機化學叢書》第一卷：稀有氣體、氫、鹼金屬：科學出版社，1984
  • 3.    Lehmann, John. F.; Mercier, Hélène P.A.; Schrobilgen, Gary J．The chemistry of Krypton：Coordination Chemistry Reviews，2002
  • 4.    John H. Holloway; Eric G. Hope．Advanced Inorganic Chemistry：Academic Press，1998：60-61
  • 5.    二氟化氪|Krypton difluoride|13773  ．專業、全面的化學品基礎數據庫[引用日期2024-03-27]