希ガス化学 – 定義

導入

希ガスは、希ガスと呼ばれることが多く、稀に不活性ガスと呼ばれます (これらのさまざまな名前については記事「希ガス」を参照)。完全な価電子殻を持ち、化学物質を形成するための価電子を持たないため、アプリオリに非常に非反応性の一連の化学元素を形成します。絆。したがって、これらの元素はイオン化エネルギーが高く、電子親和力が実質的にゼロであるため、化学反応に参加して化合物を形成することはできないと長い間信じられていました。

理論的アプローチ

ライナス・ポーリングは1933 年の時点で、最も重い希ガスはフッ素や酸素とさえ結合する可能性があると予測しました。具体的には、彼は六フッ化キセノン XeF ₆と六フッ化クリプトン KrF ₆の存在を予測し、不安定な八フッ化キセノン XeF ₈の存在を推測し、キセン酸H ₂ XeO ₄が過クセン酸塩 XeO ₆ ^4-を形成できることを示唆しました。これらの予測はほぼ正しいことが判明しましたが、後の研究では八フッ化キセノン XeF ₈が熱力学的だけでなく速度論的にも不安定であることが示されました。現在まで合成されたことはありません。

実際、最も重い希ガスは最も軽い希ガスよりも多くの電子層を持っているため、周囲の電子については、より軽い原子 (ネオン、ヘリウム) よりも重い原子(キセノン、クリプトン、アルゴン) の内部の電子層が原子核を遮蔽します。これにより、これらの重い希ガスのイオン化エネルギーが低くなり、より電気陰性度の高い元素、この場合はフッ素と酸素との安定した化合物の形成を可能にするのに十分な低さになります。

最初の「真の」希ガス化合物

六フッ化白金酸キセノンの合成

ニール・バートレットは、1962 年に希ガス化合物の最初の合成を担当しました。その理由は次のとおりです。

1. 酸素Ｏ _２のジオキシゲニルオキシカチオンＯ _２ ^＋へのイオン化エネルギーは、ＸｅをＸｅ ^＋にイオン化する場合の１，１７０ｋＪ／モルと比較して、１，１６５ｋＪ／モルである。
2. しかしながら、六フッ化白金ＰｔＦ _{６ は}、Ｏ _{２ を}Ｏ _２ ^＋に酸化することができる。
3. したがって、酸素とキセノンのイオン化エネルギーは類似しているため、PtF _{6 は}Xe を Xe ⁺に酸化できるはずです。

これは、Bartlett がヘキサフルオロ白金酸キセノン Xe ⁺ PtF ₆ ^–として定式化した結晶固体の合成を発表した方法です。

その後、実際にはこの相はより複雑で、いくつかの分子種、XeFPtF ₆ 、XeFPt ₂ F ₁₁および Xe ₂ F ₃ PtF ₆の混合物から生じたことが示されました。

それは確かに最初に合成された希ガスの化合物でした。

フッ化キセノン

ヘキサフルオロ白金酸キセノンの合成に続き、ハワード・クラッセンはキセノンとフッ素の混合物を高温にさらすことによる単純な二元キセノン化合物、四フッ化キセノン XeF ₄の合成を 1962 年 9 月に発表しました。

2か月後、二フッ化キセノン XeF ₂が Rudolf Hoppe によって発表されました。

それ以来、合成される希ガス化合物の大部分はキセノンからのものになっています。