六氟合鉑酸氙

六氟合鉑酸氙是人類發現的第一個0族元素化合物（即稀有氣體化合物），它的發現具有重大意義。六氟合鉑酸氙的發現者是英國化學家巴特萊特（Neil Bartlett，1932-2008）。

基本介紹

• 中文名：六氟合鉑酸氙
• 外文名：xenon hexafluoroplatinate
• 分子量：440.4
• 狀態：橘黃色固體
• 發現者：尼爾·巴特萊特
• 分子式：XePtF6

發現歷史

1916年，考索爾（Walther Kossel）根據元素的游離能數據，推測氪和氙應能與氟結合形成化合物。自此之後，合成稀有氣體（當時稱為惰性氣體）化合物的挑戰者絡繹不絕，但包括公認史上氟化學的最強者，德國化學家瑞福（Otto Ruff）在內的許多著名化學家都失敗了。1933年，鮑林（Linus Pauling，1954年獲諾貝爾化學獎）發表論文預測H₄XeO₆、XeF₆和KrF₆的存在。鮑林的同儕尤斯特（Don Yost）與凱（Albert Kaye）試圖合成XeF₆，但是他們始終無法取得足夠的產物來分析證明。

巴特萊特的發現，可以用“無心插柳柳成蔭”來形容。他最初的實驗對象並不是稀有氣體，而是鉑的氟化物。二氟化鉑（PtF₂）可以和氟氣反應生成四氟化鉑（PtF₄），但是巴特萊特於1960年操作同樣的實驗時使用了更高的溫度，結果發現會得到兩種產物，一種是氟化程度更高的五氟化鉑（PtF₅），另外還有一種鉑的氟氧化物，巴特萊特進行元素分析後認為其結構為四氟氧化鉑（PtOF₄）。可是反應物不是只有二氟化鉑和氟氣嗎？氧是哪裡來的？巴特萊特仔細檢驗後發現，氧是由氟在高溫下與實驗器皿的玻璃（主成分為二氧化矽，即SiO₂）反應得到的。

在進行更精確、完整的元素分析後，巴特萊特發現第二種產物並非PtOF₄，而是PtO₂F₆。更特別的是，將此鉑鹽水解會得到PtF₆的陰離子。因為酸根不會是在水溶液中才形成，所以原先在鉑鹽里就是六個氟原子接在鉑原子上，意味著此鹽類應該是 _。巴特萊特於1962年訂正了他之前所發表的結果。

是相當罕見的陽離子，因為氧原子通常容易得電子形成陰離子。不過巴特萊特的思考不僅於此，他看出這個實驗背後的可能性：氧氣的第一游離能（ ）是12.2電子伏特（eV，1eV = 96kJ/mol），與氙的第一游離能（12.1電子伏特）相近。這意味著六氟化鉑若可氧化氧氣，應該也可以氧化氙，形成氙的化合物。他同時還計算了晶格能，若生成XePtF₆，其晶格能只比O₂PtF₆小41.84kJ/mol。這說明XePtF6一旦生成，應該能穩定存在。1962年6月，巴特萊特在英國Proccedings of the Chemical Society雜誌上發表了一篇重要短文，正式向化學界公布了自己的實驗報告，一下震動了整個化學界。他提出，在低溫下緩慢將氙加入六氟化鉑，會反應生成一種橘黃色的固體，那就是六氟合鉑酸氙（XePtF₆）。這是具有歷史意義的發現，"惰性氣體"也隨之改名為"稀有氣體"。在巴特萊特之後一直到今天，0族元素的稀有氣體除118號元素Og(音ào，為氣字旁下一個“奧”)以外，都擁有了其對應的化合物，最新的化合物為Na₂He【該化合物類似於原子化合物，鈉和氦的鍵極其微弱但能在特殊條件下存在】。

性質

對於六氟合鉑酸氙的研究仍在進行中，六氟合鉑酸氙已經確定的性質並不多。

在室溫下穩定。

遇水迅速分解，並釋放出氣體。化學方程式為：

2XePtF₆+6H₂O==2Xe↑+O₂↑+2PtO₂+12HF

隨著六氟化鉑和氙的比例不同，產物的組成在一定範圍內變動。後期的實驗證明六氟合鉑酸氙的化學式並非如此簡單，可能包括XePtF₆和XePtF₁₁。

XePtF₆中各元素的化合價分別為+1、+5和 -1。其中，Pt處於較高價態，具備氧化性，Xe表現還原性。

不溶於非極性的四氯化碳。這表明它可能是離子化合物。

製取

六氟合鉑酸氙由具有強氧化性的六氟化鉑在六氟化硫氣體中氧化氙製得。反應初始溫度為77K，溫度隨著反應的進行逐漸升高。

爭議

有人認為，六氟合鉑酸氙的結構可能並非“XePtF₆”，因為“Xe”是一個自由基，會發生二聚，或奪取一個氟原子生成XeF。後期的研究表明該橘黃色固體很可能含有XePtF_6、XePtF₁₁、Xe₂PtF₆等成分，陰離子是八面體型的鉑氟離子，陽離子是多種多樣的含氙離子。

在氟化氫溶液中製得的六氟合鉑酸氙含有[PtF₅]n和XeF離子，因此有人認為六氟合鉑酸氙中鉑與氟離子生成聚合的網狀陰離子，氙或氙與氟生成的陽離子則填充在間隙中。