二フッ化キセノンとは？わかりやすく解説

二フッ化キセノン
	XeF2 crystals. 1962.
	Xenon difluoride
	Xenon difluoride
物質名
	IUPAC名 Xenon difluoride; Xenon(II) fluoride
識別情報
CAS登録番号	13709-36-9 ;
3D model (JSmol)	Interactive image;
ChemSpider	75497 ;
ECHA InfoCard	100.033.850
PubChem CID	83674;
UNII	6POJ14981P ;
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID7065590 ;
	InChI InChI=1S/F2Xe/c1-3-2 Key: IGELFKKMDLGCJO-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/F2Xe/c1-3-2 Key: IGELFKKMDLGCJO-UHFFFAOYAE ;
	SMILES F[Xe]F ;
性質
化学式	F2Xe
モル質量	169.290 g·mol−1
外観	白色の固体
密度	4.32 g/cm3, solid
融点	128.6 °C (263.5 °F; 401.8 K)
水への溶解度	25 g/L (0 °C, ゆっくりと分解)
蒸気圧	6.0×102 Pa
構造
結晶構造	XeF2 単位の平行直線
分子形状	直線形
双極子モーメント	0 D
熱化学
標準モルエントロピー S⦵	254 J·mol−1·K−1
標準生成熱 (ΔfH⦵298)	−108 kJ·mol−1
危険性
	労働安全衛生 (OHS/OSH):
主な危険性	露出組織に対して腐食性がある。湿気と接触すると有毒化合物を放出する。
	GHS表示:
絵表示
重要な用語	Danger
危険性報告	H272, H301, H314, H330
予防報告	P210, P220, P221, P260, P264, P270, P271, P280, P284, P301+P310+P330, P303+P361+P353, P304+P340+P310, P305+P351+P338, P331, P363, P370+P378, P403+P233, P405, P501
NFPA 704（ファイア・ダイアモンド）	3 0 1 OX
安全データシート (SDS)	PELCHEM MSDS
関連する物質
関連するキセノン化合物、フッ化物	XeF4, XeO3, KrF2, BeF2, OF2
	特記無き場合、データは標準状態 (25 °C [77 °F], 100 kPa) におけるものである。 verify (what is ?)

二フッ化キセノン（にフッかキセノン、Xenon difluoride、XeF₂）は、キセノン化合物でもっとも安定なものの1つであり、強力なフッ化剤である。大部分の共有結合性無機フッ化物のように水分に敏感である。高密度の白色結晶で、光や水に接すると分解する。不快臭を持つが、蒸気圧は低い (Weeks, 1966)。分子構造は直線形である。 550 cm^-1 と 556 cm^-1 に特徴的な赤外線吸収のダブレットを示す。市販品が入手可能。

合成

二フッ化キセノンは加圧条件下300℃でキセノンと二フッ化酸素をニッケルチューブ中で化合させることで初めて作られた。現在、二フッ化キセノンはキセノンとフッ素から作ることが可能である。

合成は単純な反応式 Xe + F₂ → XeF₂ で進行し、反応を進めるには熱、放射線または電気放電を必要とする。生成するのは気体であるが、-30℃で液化させることができる。それは分留、またはバキュームラインによる選択的液化によって精製される。

XeF₂ の合成法はアルゴンヌ国立研究所の Weeks、Cherwick、Matheson によって1962年に報告された。彼らはサファイア窓とオールニッケルシステムを使った。低圧条件下、紫外線を照射することにより Xe と F₂ ガスを等量反応させると XeF₂ が得られる^[6]。1968年にWilliamson は、大気圧条件下かつパイレックス製のガラスフラスコ内で単なる太陽光に当てただけでも合成できると報告した^[7]。曇りの日でも合成できる^[7]^:150。

先の合成では、反応に使う F₂ は HF を除く為に精製されたが、Šmalc と Lutar はこのステップを飛ばすと反応速度がもとの4倍になることを発見した。

錯体化学

AsF₆ が付随するとき、XeF₂ は配位錯体の配位子となることができる。その例の一つにフッ化水素溶液中での反応がある。

{\ce {Mg(AsF6)2\ + 4 XeF2 ->\ [Mg(XeF2)4](AsF6)2}}

アルケンのフッ素化

脱炭酸

二フッ化キセノンはカルボン酸を対応するフルオロアルカンに変える。このとき酸化的な脱炭酸が起こる。

{\ce {RCO2H\ + XeF2 -> RF\ + CO2\ + Xe\ + HF}}

出典

^ Melita Tramšek; Boris Žemva (2006). “Synthesis, Properties and Chemistry of Xenon(II) Fluoride”. Acta Chim. Slov. 53 (2): 105–116. doi:10.1002/chin.200721209.
^ Hindermann, D. K., Falconer, W. E. (1969). “Magnetic Shielding of 19F in XeF₂”. J. Chem. Phys. 50 (3): 1203. Bibcode: 1969JChPh..50.1203H. doi:10.1063/1.1671178.
^ ^a ^b Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. p. A23. ISBN 978-0-618-94690-7
^ “Sigma Aldrich Xenon Difluoride SDS”. Sigma Aldrich. Millipore Sigma. 2022年11月2日閲覧。
^ “MSDS: xenon difluoride”. BOC Gases. 2010年6月1日閲覧。
^ Weeks, J.; Matheson, M.; Chernick, C., (1962). “Photochemical Preparation of Xenon Difluoride" Photochemical Preparation of Xenon Difluoride”. J. Am. Chem. Soc. 84 (23): 4612–4613. doi:10.1021/ja00882a063.
^ ^a ^b Williamson, Stanley M.; Sladky, Friedrich O.; Bartlett, Neil (1968). “Part 5 : Chapter Five FLUORINE COMPOUNDS” (英語). Inorganic Syntheses. 11. McGraw-Hill. pp. 147-151. doi:10.1002/9780470132425.ch31. ISBN 9780470132425

参考文献

Tius, M. A., Tetrahedron, Volume 51, Issue 24, 12 June 1995, Pages 6605-6634 , Xenon Difluoride in Synthesis. A good review.

Taylor, S.; Kotoris, C.; Hum, G., (1999). “Recent Advances in Electrophilic Fluorination”. Tetrahedron 55 (43): 12431–12477. doi:10.1016/S0040-4020(99)00748-6. A review of fluorination in general.

Weeks, J.; Matheson, M., "Xenon Difluoride", Inorganic Syntheses (8) 1966

Šmalc, A.; Lutar, K., "Xenon Difluoride (Modification)", Inorganic Syntheses (29) 1992

Tramšek, M.; Benkič, P.; Žemva, B., Inorg. Chem., 43 (2), 699 -703, (2004) "First Compounds of Magnesium with XeF₂"

Tramšek, M.; Benkič, P.; Žemva, B., Angewandte Chemie International Edition, 43, (2), 3456 (2004) "The First Compound Containing a Metal Center in a Homoleptic Environment of XeF₂ Molecules"

Greenwood, N.; Earnshaw, A.,Chemistry of the Elements Second Edition, p. 894 1997

D. F. Halpem, "Xenon(II) Fluoride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York.

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